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韓國人的室溫超導(dǎo)靠譜嗎？我們找業(yè)內(nèi)大佬們聊了聊。

差評整合編輯：徐晶晶發(fā)布于：2023-08-03 17:29

不是，怎么一覺醒來，又雙叒叕要 “ 工業(yè)革命 ” 了？

這么講吧，這兩天差評君的好幾個(gè)群里，大伙們連沙雕圖、澀圖啥的都不發(fā)了。

一個(gè)個(gè)群友都化身成了物理學(xué)家，對著 “ 室溫常壓超導(dǎo) ” 指點(diǎn)江山。

一會(huì)兒是人類的歷史將被改寫，一會(huì)兒又是 “ 散了吧，又是個(gè)造假的罷了 ” ，各路的消息來回翻轉(zhuǎn)。。。只能說看得人心直癢癢。

當(dāng)然以差評君個(gè)人的物理水平，想把件事兒講個(gè)明白，鐵定是有些菜的。

好在我們聯(lián)系上了某超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室的成員，還有一些學(xué)術(shù)大佬，在他們的幫助下，算是稍微吃上了個(gè)明白的瓜。

一切的開始，其實(shí)是 7 月 22 韓國研究團(tuán)隊(duì)在 arXiv 上發(fā)布了一篇論文，他們宣布合成了全球首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體 LK-99 。

這篇論文一出，瞬間炸裂了全球的超導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)，原本正準(zhǔn)備好好休息的各大研究人員全都給炸起來讀論文了，生怕錯(cuò)過這一可能改變?nèi)祟悮v史進(jìn)程的一大發(fā)現(xiàn)。

全球各地的實(shí)驗(yàn)室，也開始加班加點(diǎn)地按照論文中的數(shù)據(jù)和方式嘗試復(fù)現(xiàn)此次實(shí)驗(yàn)。

甚至還有人，直接在 Twitch 上直播復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，截至目前，該直播間已經(jīng)關(guān)閉，似乎并沒有復(fù)現(xiàn)成功。

咱們國內(nèi)當(dāng)然也有不少團(tuán)隊(duì)在嘗試復(fù)現(xiàn)， 7 月 31 日，北航的研究團(tuán)隊(duì)在按照論文中方法制備材料后，宣布并未復(fù)現(xiàn)韓國團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

就在同一天，美國國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員也發(fā)表論文，宣稱在經(jīng)過大量計(jì)算后，此次的韓國團(tuán)隊(duì)所發(fā)現(xiàn)的新材料，存在理論上的可能性。

這下就好玩了，實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)失敗，但是經(jīng)計(jì)算有理論可能性。

那這超導(dǎo)到底是真是假，理論計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確，也只有繼續(xù)去做實(shí)驗(yàn)來論證了。

而把這次超導(dǎo)風(fēng)波又掀起一個(gè)高潮的，還得是在 8 月 1 日由 B 站 UP 主 “ 關(guān)山口男子技師 ” 發(fā)布的 LK-99 驗(yàn)證視頻。

在這次的驗(yàn)證視頻中，來自華中科技大學(xué)材料學(xué)院的博士后武浩、博士生楊麗，在常海欣教授的指導(dǎo)下，成功首次驗(yàn)證合成了可以磁懸浮的 LK-99 晶體。

據(jù) UP 所說，他們這次所合成的懸浮晶體，懸浮角度比韓國團(tuán)隊(duì)所演示的角度更大，初步驗(yàn)證了邁斯納效應(yīng)，不過由于此次合成晶體分量過少，得再燒幾爐樣品出來才能測試電阻。

截至目前，短短一天時(shí)間，這個(gè)視頻已經(jīng)收獲了超 700 萬的播放，目前都還有 9000+ 同時(shí)觀看，網(wǎng)友們更是在評論區(qū)發(fā)出了超 5 萬條評論。

其實(shí)啊，差評君也挺理解這些網(wǎng)友們?nèi)绱思?dòng)的原因，因?yàn)榧偃绯爻撼瑢?dǎo)真的實(shí)現(xiàn)了，有網(wǎng)友說了，就別說學(xué)術(shù)界那什么諾貝爾獎(jiǎng)這種必拿的獎(jiǎng)吧。

讓諾貝爾親自出來給你頒獎(jiǎng)都不為過。

因?yàn)檫@個(gè)常溫常壓超導(dǎo)放在工業(yè)界，那可就堪比神仙材料了。

首先就是輸電沒電阻了，也就不再發(fā)熱了，這樣遠(yuǎn)距離傳輸也就不需要高壓電了，其次核聚變的磁約束關(guān)鍵問題也解決了。

發(fā)展核聚變也指日可待了，傳說中的高速超導(dǎo)計(jì)算機(jī)也有搞頭了。

可以說，超導(dǎo)一出，人類未來要考慮的，就應(yīng)該是要不要去考個(gè)宇宙飛船駕駛證了。

不過嘛，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上討論的這么熱火朝天，在搞復(fù)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)也很多，但是還是有很多專業(yè)人士對此次的超導(dǎo)材料持保留態(tài)度，甚至態(tài)度頗為冷漠。

為此，差評君也問了問國內(nèi)某超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室的朋友，他們便聊了聊對這次室溫超導(dǎo)的看法。

他們告訴差評君，要判斷一種材料是否具有超導(dǎo)性，一般至少需要兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

一個(gè)是邁斯納效應(yīng)，也就是完全抗磁性，另一個(gè)是零電阻效應(yīng)（當(dāng)然，如果能在比熱的測量中看到超導(dǎo)的二級(jí)相變就更完美了）。

前者說的是材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0 ，放在磁鐵上時(shí)就會(huì)飄起來。

后者應(yīng)該也不用過多解釋了，就是在低于臨界溫度時(shí)，電阻為 0 。

而在現(xiàn)在已經(jīng)有的復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中，就只有華科在 B 站的那個(gè)視頻復(fù)現(xiàn)出了一定的抗磁性。

但這離實(shí)錘是超導(dǎo)體，還差個(gè)十萬八千里，因?yàn)槌瑢?dǎo)體的必要條件是完全抗磁性！抗磁性和完全抗磁性并不是一個(gè)概念。

僅靠視頻我們能得出的結(jié)論只有一個(gè)，這個(gè)材料具有室溫抗磁性。

所以，那些說下一步就差測 “ 0 電阻 ” 的網(wǎng)友們可以散了，至少也得不斷調(diào)配材料配比，改進(jìn)燒結(jié)條件，制備出更純的、質(zhì)地均勻的材料，等檢測出它有完全抗磁性之后，才能說萬事俱備，只剩測電阻。

而目前一時(shí)半會(huì)兒還做不出更純的、更均勻的樣品。

然后就是超導(dǎo)領(lǐng)域的 “ 計(jì)算 ” 問題了。

目前中科院和勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室都發(fā)了論文，說計(jì)算了 LK99 的結(jié)構(gòu)，結(jié)果似乎都能成為這個(gè)材料具備超導(dǎo)性的佐證。

反正這論文一出，各路網(wǎng)友和媒體一轉(zhuǎn)發(fā)，不少吃瓜群眾都覺得室溫超導(dǎo)穩(wěn)了。

但用計(jì)算機(jī)對材料進(jìn)行計(jì)算來驗(yàn)證超導(dǎo)性，真的靠譜嗎？

在和專業(yè)人士交談的過程中，他們表示，超導(dǎo)在最基礎(chǔ)的機(jī)制上還存在一些問題，業(yè)內(nèi)對它的認(rèn)知還并不完善。

學(xué)界比較認(rèn)可的就是 1972 年獲得諾獎(jiǎng)的 BCS 理論，說簡單就是材料內(nèi)部的電子會(huì)和聲子（也就是晶格的振動(dòng) ）耦合形成庫珀對，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。

然而盡管使用電聲耦合可以解釋很大一部分超導(dǎo)現(xiàn)象，成了業(yè)內(nèi)的主流觀點(diǎn)，但它依舊存在缺陷。

比如 20 世紀(jì) 70 年代末發(fā)現(xiàn)的重費(fèi)米子超導(dǎo)體，1987 年獲得諾獎(jiǎng)的銅基超導(dǎo)體系以及之后的 21 世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)體系等眾多超導(dǎo)體系都無法使用電聲耦合理論解釋。

這塊雖說已經(jīng)過去幾十年了，一代又一代大師投入其中發(fā)展了諸如自旋漲落等非常規(guī)超導(dǎo)配對理論，但依舊無法完善地解釋所有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大家也還是吵成一鍋粥，沒達(dá)成一個(gè)共識(shí)。

除了對超導(dǎo)機(jī)制認(rèn)識(shí)不足之外，對于這次的 LK99 材料，它的晶體結(jié)構(gòu)是什么，銅原子摻雜位置在哪里。。。也都缺乏很細(xì)致的研究。

在這樣數(shù)據(jù)缺失、不準(zhǔn)確的狀況下，用專業(yè)人士的原話說就是： “ 遑論‘從理論上證明室溫超導(dǎo)’。 ”

在之后和某物理學(xué)副教授交談中，也是更加佐證了 “ 理論計(jì)算 ” 的并不是總那么有用：對于這種復(fù)雜電子體系，理論計(jì)算不一定有用，甚至同一個(gè)計(jì)算結(jié)果完全可以解釋出正反兩套機(jī)制。

最后再回到一些業(yè)內(nèi)人士對這次室溫超導(dǎo)的評價(jià)上來，其實(shí)這也不能怪行業(yè)人士太冷漠，關(guān)鍵是一直以來，室溫超導(dǎo)這塊就是造假的重災(zāi)區(qū)。

比如在室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)失敗的相關(guān)消息出來之后，某學(xué)術(shù)大佬就發(fā)朋友圈吐槽：

就像和火箭科學(xué)家說，你那火箭不行，燃料不好，我認(rèn)為得燒柴，最好是煤，煤還得選精煤，水洗煤不好。如果那科學(xué)家，要是拿正眼看我一眼，那他就輸了 !

甚至有些業(yè)內(nèi)人士翻出舊賬來反駁最近涌現(xiàn)的復(fù)現(xiàn)視頻，總不能說 2000 年搞笑諾貝爾獎(jiǎng)的懸浮青蛙也是常溫超導(dǎo)體吧。

還有人翻出了當(dāng)年一堆無法復(fù)現(xiàn)的超導(dǎo)材料，被戲稱為 USO （ Unidentified Superconducting Object 不明超導(dǎo)體），這類超導(dǎo)體形態(tài)各異，有金屬的液體溶液，有高壓淬火的 CuCl （氯化銅）和 CdS （硫化鎘）等等。

某位教授向差評說，大家之所以有 “ 一眼假 ” 的態(tài)度，其實(shí)更多是一種思維慣性。

畢竟超導(dǎo)是所有材料物理中最喜歡被造假的，因?yàn)槟眠^的諾貝爾獎(jiǎng)最多，利益最大，所以每年預(yù)印平臺(tái) arXiv 上都會(huì)有不少類似的文章。

并且韓國團(tuán)隊(duì)這次論文也是很離譜，第一篇論文中錯(cuò)別字太多、語法錯(cuò)誤、作圖不規(guī)范，實(shí)在很難讓人相信他們是一群專業(yè)人士。

并且在韓國室溫超導(dǎo)事件的整個(gè)過程中，還有一個(gè)細(xì)節(jié)值得玩味——

研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該知道室溫超導(dǎo)如果成功一定會(huì)是個(gè)石破天驚的大突破吧，但他們投的是什么期刊呢：APL Materials ，都沒沖一把物理界的頂刊 PRL 。

其中具體緣由，也只有他們自己知道了。

最后回到那篇韓國論文，雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)果依舊不明朗，最最關(guān)鍵的 0 電阻也還沒有被論證。

但是以目前的情況來看，合成的 LK-99 晶體有一定的抗磁性這事，確定是真的。

這么來說，最壞的情況，也是保底能有一個(gè)新的抗磁材料。

那么問題就來了，有了這個(gè)新的抗磁性材料，能有什么用呢？

華南理工大學(xué)的洗芝溪教授和我們提到：

從各個(gè)論文以及實(shí)驗(yàn)小組得出的數(shù)據(jù)來看，即使 LK-99 只是抗磁材料，那它也是少數(shù)具有強(qiáng)抗磁性的絕緣材料，而且相較于它比較簡易的制造方法，這就有點(diǎn)像使用土方制鉆石的感覺了。

而抗磁性材料由于其絕緣或者半導(dǎo)體的特性，所以在目前的微電子行業(yè)應(yīng)用也是很多的。

比如說硬盤就能通過抗磁材料得到存儲(chǔ)容量的提升，還有磁懸浮列車，成本也能因?yàn)樾碌目勾挪牧辖档痛罅康某杀尽?/p>

至于抗磁性材料，能挖掘出多少應(yīng)用潛力，沒有實(shí)際到應(yīng)用，這都是無法預(yù)計(jì)的。

所以，最終這次的 LK-99 的出現(xiàn)，它到底是真的如同《三體》里面那因?yàn)橐苿?dòng)了一根頭發(fā)絲而搞出的曲率驅(qū)動(dòng)引擎，還是一場美麗的誤會(huì)，估計(jì)也只能期待現(xiàn)在正在埋頭做實(shí)驗(yàn)的科研大佬們的結(jié)果了。

好了，到現(xiàn)在為止，根據(jù)差評團(tuán)隊(duì)與這些大佬的交流結(jié)果，你要問我們，超導(dǎo)時(shí)代到底來沒來，我們的回答是，如來。

到底是來還是沒來呢？

如來。

文章來源：差評

室溫超導(dǎo) LK-99

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