室温超导复现进展情况梳理

语兰说国际 2023-08-05 09:26:00

今天文章会对大家比较关注的室温超导复现进展情况,做一个梳理。

8月1日进展情况:流传甚广的中美俄成功复现,属于标题党。

准确说是,美国有一个研究,通过模拟支持了实验。

8月1日,公开的3篇论文,是没有成功复现。

这里说明一下,这类复现实验,通常是,哪怕是十个复现实验里有9个失败,但只要有一个复现成功,就足以证明。

所以,复现失败的团队,通常怕是自己操作不到位才导致复现失败,所以通常即使复现失败,也不会第一时间宣布复现失败,而是会多复现几次,提高把握。

防止自己宣布复现不成功后,别人宣布成功,会让自己有丢分项。

8月1日,有宣布部分复现成功的团队,是华中科技大学博士后武浩在B站的直播和视频,复现 LK-99 磁悬浮现象,但也只是证明了抗磁性,还没有证明电阻为0。

之前介绍过。

超导材料需要同时满足两个条件:

1、电阻为零;

2、完全抗磁性。

目前情况看,LK-99材料,至少有一个小保底:新的抗磁性材料。

至于会不会出现金色传说:大家期待的完美超导材料,还需要做进一步的电阻测试。

大家不妨再耐心等等,不着急下定结论。

8月3日最新进展情况:

1、曲阜师范大学物理工程学院教授刘晓兵表示,测试结果发现LK-99在常温到50K(-223.16℃)低温范围内仍存在大的电阻值,测试过程中并没有出现电阻大幅度骤降或者零电阻,与“室温超导”所被期待的零电阻特性相差甚远。“目前所有的结果只能说明该材料具有抗磁性,还远远不能证明为迈斯纳效应。”

2、8月3日凌晨,东南大学物理学院教授孙悦在B站发布视频称,其团队在110 K(-163.15 ℃)以下,常压观测到LK-99材料出现零电阻。

今天这两个新闻,是给室温超导泼了一盆冷水。

首先大家需要了解几个名词。

室温常压超导,意思是在我们常温常压之下,可以保持超导特性。

比如之前韩国团队说是可以在400K,也就是127摄氏度范围内保持超导特性,这叫做室温超导。

以往的超导,通常是在液氮条件下,也就是零下196摄氏度的范围内实现的。

110K,也就是零下163摄氏度,已经被称为“高温超导”。

这里的高温,是相对于液氮条件说的。

所以高温超导,反而比室温超导低很多。

假如这次LK-99材料只能在零下163摄氏度下才能有0电阻效应,那么实用性就会极大降低。

有正方观点认为,在110K温度下实现超导,也说明韩国团队的方向是对的,没有观察到室温超导,只是材料纯度不够。

也有反方观点认为,那个110K的0电阻,是受限于仪器量程,并非真正的0电阻。

目前还没有一个实验,是可以一锤定音的。

所以,我们也还需要观察,不能就此下定结论。

其实,在此之前,也不乏在这个温度下的超导材料。

目前可证实的最高温的超导体是超高压的含碳硫化氢系统,压力 267 GPa,其临界温度为 +15°C。

当然,假如LK-99材料能在常温常压下,表现出较强的抗磁性,也是有比较广阔的应用前景,但距离大家期待的完美超导材料,显然还是距离比较远。

另外,即使是之前一些证明其具备抗磁性的复现实验,也依然有一些接触面,并没有完全悬浮。

还不能证明改材料具备“完全抗磁性”,也就是迈斯纳效应,只能是说具备抗磁性。

8月3日,韩国超导学会组建的“LK-99 验证委员会”也表示,从arXiv上发表的论文数据(未经同行评审)、相关视频来看,韩国量子能源研究所团队合成的LK-99似乎不具备“迈斯纳效应”。

另外,需要强调一下,目前各方对LK-99材料的复现情况,差异较大。

这主要是LK-99材料的制备过程,有点像是“炼丹术”。

虽然LK-99材料的制备很简单,但过程有点“随机化”。

我也跟大家简单介绍一下制备过程,只有3步。

1、将氧化铅和硫酸铅粉末按照各50%的比例在陶瓷坩埚中均匀混合,在有空气的情况下,加热到725℃,并持续加热24小时,产生黄铅矿。

2、将铜和磷粉末按照比例在坩埚中混合,在真空的情况下,将粉末密封在密封管中,并在550℃下加热48小时,最终产生磷化亚铜晶体。

3、将黄铅矿与磷化亚铜晶体研磨成粉末并在坩埚中混合,然后同样在真空下放入密封管中,在925℃下加热5-20个小时,最终生成LK-99材料。

这个过程,从之前的手搓制备,到现在被不少人称为“炼丹术”。

但这个制备虽然看起来简单,实际要获得理想中的样本,并不容易。

因为简单粗暴,导致制作过程有些“随机化”,制成的样本差异比较大。

所以才会出现,现在这样,多个实验室,制备出来的样本,差异比较大,有的复现完全失败,有的复现则部分成功。

这其实说明,韩国团队之前发表的论文是存在缺陷。

8月2日也有报道称,韩国团队有人表示,论文存在缺陷,系团队中的一名成员擅自发布,目前团队已要求下架论文。

不过,这件事情应该就是我上周分析时,有提到的团队内讧的事情,只是被拿来重新报道而已。

另外,最近也有人扒了这个韩国团队称,该团队实验室不在大学里,也不在研究所里,而是在韩国首尔松坡区的民房内,名称为“量子能源研究所”,“实验室”就在某居民楼的地下一层。

韩国这个团队在这个方向上研究超导也有很长时间,之前一直没有什么进展,后来是找到美国那边的团队,有了比较完善的制备环境后,才有了较大突破。

然后韩国和美国的团队之间,就产生一些内讧。

韩国这边有人抢发了还不完善的论文,可能是怕美国那边摘桃子。

我上周也分析过,这次复现结果可能性最大的情况,是折中的,会带来新方向上的启示,但不至于直接一步到位,就获得了完美的超导材料,但可以在这个方向进行长期的持续研究,这对超导材料的研究者来说,也是一个福音。

总结:截止8月3日,还没有一个复现实验,是完整复现了室温常压下,具备完全抗磁性和电阻为0,所以大家吃瓜的时候,别着急。

这次超导材料出圈广泛,让很多人都是连夜补了相关物理知识,从科普角度来说,倒是有巨大贡献。

我的态度,还是跟之前大家说的。

1、我是希望这件事情是真的,因为这意味着人类的科学瓶颈有所松动。

2、但韩国团队这次宣称的室温超导,是否有效,这个还有待时间考验。在最终结果落地之前,我个人是持谨慎观望的态度。

我们不要着急去否定,也不用着急去肯定。

作为吃瓜群众,我们不妨多耐心等待一会,理性等待更多复现结果。

我们先调低预期值,如果结果不理想,符合预期,不至于失落。

假如结果很理想,那也属于超级意外惊喜,我们同样开心。

这是目前对我们情绪最正面反馈的吃瓜姿势。

本文作者:星话大白。

0 阅读:6

语兰说国际

简介:感谢大家的关注