中新网 8 月 5 日电 ( 记者 吴涛 张钰惠 实习生 胡凝瑾 ) 近日,有科学家团队表示,他们发现了全球首个室温超导材料 LK-99。一时间全球科学界沸腾。
室温超导到底是什么,真的实现了吗?将给我们带来哪些影响?或许新的 " 工业革命 " 要就从此开启。
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什么是室温超导,材料获取堪比 " 炼丹 "?
超导,是指某些材料电阻突然消失,电流通过时完全没有电阻的现象。目前发现的超导材料在极特殊的环境下才展现出超导特性,比如高压、高温或者低温,仅维持该环境成本就非常高,所以这次 LK-99 的室温常压超导性才会如此引发热议。
arXiv 网站论文截图。事情起源于 7 月 22 日,韩国量子能源研究中心公司相关研究团队通过两篇论文及视频方式,宣布在常压条件下,一种改性的铅磷灰石晶体 ( LK-99 ) 能够在 400K ( 127 ℃ ) 以下表现为超导体。
一时间全球开始复现上述试验,因为该材料的合成需要长时间加热等,这个过程被不少网友调侃为 " 烧炉炼丹 "。以中国为例,根据公开信息的不完全统计,北京航空航天大学、曲阜师范大学、华中科技大学等团队进行了复现实验。
华中科技大学团队在 B 站上上传的视频显示,该 " 超导材料 " 比牙签还细小,堪比针尖,实验结果要靠显微镜观察,无论是磁铁的 N 级还是 S 级,该材料都对此呈现出斥性。该视频一度成为 B 站排行榜最高第 1 名的视频。
B 站截图。上述视频介绍,华中科技大学材料学院博士后武浩、博士生杨丽,在常海欣教授的指导下,成功首次验证合成了可以磁悬浮的 LK-99 晶体,该晶体悬浮的角度比 Sukbae Lee ( 韩国科学家 ) 等人获得的样品磁悬浮角度更大,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。
但有意思的是,超导材料 " 炼制 " 的结果好像随机性很大。
例如,北京航空航天大学的研究团队表示,成功制备了 LK-99 材料,没有观察到磁悬浮现象和零电阻现象。东南大学孙悦团队 6 片样品中的 1 片样品观察到 110K 电阻降低,但没有测量到完全抗磁性,实验者推测样品中超导组分很低。
有没有可能实现,难点在哪?
常温超导到底有没有可能实现,难在哪?为何引无数科学家 " 竞折腰 "。
8 月 2 日,韩国超导学会宣布成立 "LK-99 验证委员会 ",检验该成果的真实性。截至目前,学会根据两篇论文中提供的数据和已发布的视频,宣布 LK-99 不能被称为室温超导体。
北京大学物理学院教授肖池阶接受中新网采访时称,室温常压超导是物理学领域的圣杯,人类梦想之一," 在没违背物理学基本原理、没被确定证伪之前,需要大家带着梦想去探索,一切皆有可能。" 据介绍,肖池阶的研究领域为磁约束热核聚变。
北京龙讯旷腾科技有限公司高级研究员周谐宇对中新网表示,室温超导在短期之内仍然是一座难以翻越的大山。最近大火的韩国室温超导材料 LK-99 目前并没有同时测出超导体两大特征,即零电阻和完全抗磁性的重复实验。
近日," 中科院物理所 " 公众号发文称,确实不好判断,不过真假并不难验证,按韩国作者的说法,最快三天就能制备出一批样品。
如上所述,目前公开的复刻的 LK-99 材料,有部分检测到抗磁性,但没有检测到室温常压下电阻为 0 的现象。
韩国团队论文演示视频的截图。有媒体援引中国科学院高能物理研究所研究员徐庆金的话称,公众对室温超导高度关注,说明了大家对于科学话题的热情,这是令人高兴的地方。但有些自媒体过于 " 标题党 ",夸大其词,严重误导了大家,室温超导是非常美好的,但实现也是艰难的。
一旦突破,将带来哪些应用?
虽然室温超导实现之路艰难,可一旦实现将给我们带来哪些影响呢?
肖池阶表示,很难全部列出,但常压室温超导技术实现工业应用以后,将大力促进磁约束热核聚变能源的工程可行性和经济可行性,而聚变能源利用将对人类文明产生重要影响,因此常压室温超导的重要性怎么强调都不为过。
中国移动首席科学家冯俊兰近日表示,室温超导如果实现,量子计算将有质的飞跃,进一步推动大模型的发展。
行业普遍认为,若室温超导实现,将对磁悬浮列车、无损输电、量子计算机、受控核聚变、医学成像等领域带来质的改变。
例如,受控核聚变需要极强的磁场将核聚变约束在一个小空间,而超导磁体能产生强大的磁场,室温超导体则进一步降低了能耗。
另外,室温超导完全的抗磁性,减少磁悬浮设备制冷的需求,使超导磁悬浮列车更容易实现。" 磁悬浮列车普及后,以后通勤上班更效率了。" 有网友称。 ( 完 )
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