7月22日,韩国研究团队发布论文宣称实现了世界首个室温常压超导体,名为**“改性铅磷灰石晶体结构”(LK-99)。研究成果一经发布,“室温超导”**一词引爆了科学界,并直接影响了资本市场,随即在全球引发热潮。
“室温超导”现在有多火?从资本市场的反应可见一斑。A股超导板块本周连续大幅上涨,而美国股市中一家名为“美国超导”的公司更是一度暴涨150%。“室温超导”到底是什么?为何会引发全球广泛关注?
要了解“室温超导”,首先我们要知道什么是“超导”。“超导”是一种特殊的物理现象,指的是某些物质在低温或高压的情况下表现出“电阻为零”的性质,这种物质被称为“超导体”。
简单来说,“超导”就是在特定条件下电阻为零的现象。而“室温常压超导”,就是在不需要特殊条件的情况下,就能实现零电阻、抗磁性的现象。
图片来源华尔街见闻
这种技术一旦实现,对我们的生活意味着什么?首先,在能源方面,原本电力的传输会产生消耗,且随着距离的增加,消耗会越大。而“室温超导”零电阻的特性,或将实现超长距离无损耗输电,产能和利用效率将会大大提升。
其次,在交通方面,无损的电力传输和高效的能源存储,或使新能源汽车实现充电五分钟行驶两千公里,磁悬浮列车或成为日常,未来将直接改变人们的交通方式。
最后,在信息处理方面,芯片将无需再顾及发热问题,手机也能拥有小型超算能力,算力的瓶颈将被突破,人工智能和数字技术将迎来爆发式发展。
中国科学院物理研究所研究员、科普作家罗会仟举例说,“室温超导”若得以应用,也许你家里以后可以做一个没有腿的磁悬浮的沙发或桌子,你从家里出门后坐的汽车也可以是没有轮子的,天上飞的都是带着超导发动机的飞机等,这些将来都有可能实现。当然,前提是我们找到的这个材料在室温下就是超导的,而且是常压的,而且它其他的一些物理性质,都是符合我们应用需求的。
图片来源新华社,高温超导高速磁浮工程化样车驾驶台
可以说,“室温超导”带来的无损世界犹如科幻电影,无疑将开启第四次工业革命。真要是做出来,别说获“诺贝尔奖”了,简直就是人类文明级别的成就。
所以,韩国科学家团队发表论文后,世界一片哗然,绝大部分人都表示难以置信,甚至很多科学家也不相信。
8月1日,美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)在arXiv上提交了一篇论文,在该研究中,LBNL纳米结构材料理论研究员使用美国能源部的计算能力进行模拟,称已经为铜掺杂铅磷灰石的超导性找到了理论基础,其结果支持LK-99作为室温环境压力超导体。
但需要注意的是,上述研究仅为计算机模拟,并未在实验室中真正复现。而华中科技大的视频发布者也表示,其“目前只验证了迈斯纳效应,只有一片几十微米大小的样品。测电阻需要破坏样品”。
据了解,要证明某一材料存在超导性质,其必须满足两个条件:完全抗磁性(即迈斯纳效应)和零电阻。目前,尚未有人真正验证LK-99为室温超导体。
图片来源科学调查局,东南大学实验结果
东南大学孙悦教授和施智祥教授的团队是最早进行验证实验的团队之一。早在7月25日,孙悦与施智祥团队就决定购买原材料对LK-99进行复现,并在7月29日合成了LK-99样品,发现样品并无超导磁悬浮现象,随后其对样品进行磁化测量,也并未看到超导迹象,不过样品确实表现出了一些负的磁化信号,说明存在一定的抗磁性(也不排除为杂质造成)。
孙悦有15年从事超导研究的经验,他介绍说,通过X射线结构分析,可以证明其团队合成的材料与韩国团队材料相同,通过对该材料性质的测量,并没有发现韩国团队文章中所说的超导性质,也没有发现磁悬浮,不过,现在还不能完全否定韩国团队的发现肯定不是超导,他所在的团队还在继续探索和测量。
对于 LK-99 的制备问题,韩国团队公布论文的作者之一、美国威廉玛丽学院物理系教授 Hyun-Tak Kim表示,其团队制造的 LK-99 室温超导材料或许可以在1个月内被复制,其成员也会对 LK-99 的制作方法进行指导,在文章中公开LK-99的制作方法,也正是为了接受各方的质疑。
总而言之,根据目前的实验结果,LK-99可能是一类具有抗磁性的材料,但还远远不能下结论说它是韩国团队所宣称的室温超导体,具体性质还需要后续更多的实验验证。
来源: 上海科协
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