作者:李惠钰 来源:中国科学报 发布时间:2023/7/27 15:21:40
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室温超导体“突破”遭质疑

 

LK-99材料有一个边缘呈悬浮状态。图片来源:Hyun-Tak Kim et al. (2023)

一个研究小组声称已经创造出第一种在室温和环境压力下完美导电的材料,但许多物理学家对此持高度怀疑态度。美国威廉与玛丽学院的Hyun-Tak Kim表示,他将支持任何试图复制其团队工作的人。

超导体是一种可以使电流在没有任何阻力的情况下移动的材料,因此可以显著降低电子设备的能源成本。但一个多世纪以来,研究人员一直无法让它们在极端条件下工作,比如极低的温度和极高的压力。

现在,Kim和同事声称已经制造出一种在室温和压力下具有超导性的材料。

为了制造这种被称为LK-99的新材料,Kim和同事制造出混合了铅、氧、硫、磷的粉末状化合物,然后将其在高温下加热几个小时。这使得粉末发生化学反应,变成深灰色固体。

研究人员随后测量了一毫米大小的LK-99样品在不同温度下的电阻,发现其电阻率从105℃的相当大的正值急剧下降到30℃的接近零。

超导体会驱逐磁场是迈斯纳效应现象的一部分,为此,研究人员还测试了这种材料在一定温度下对磁场的反应。结果显示,在电阻接近于零的温度范围内,它确实表现出这种效应。

由于迈斯纳效应,超导体放置在传统磁体上时会呈漂浮状态,研究人员也记录了这种悬浮的测试。在他们的视频中,他们将一块LK-99放在磁铁上方,磁铁表面明显升起。

然而,这种扁平的硬币状的材料只有一个边缘完全悬浮,另一边似乎与磁铁保持接触。Kim说,这是由于样品还不完美,意味着只有部分样品具有超导性,并表现出迈斯纳效应。

目前,两篇关于k -99的论文已在预印本服务arXiv上公布,但不进行同行评审,相关研究已在4月份发表于《韩国晶体生长与晶体技术杂志》。Kim只是其中一篇论文的合著者,另一篇论文则是由他在韩国量子能量研究中心的同事撰写,他们中的一些人也在2022年8月申请了LK-99的专利。

这两篇论文都提出了类似的测量方法,但Kim说第二篇论文存在“许多缺陷”,并且未经他的许可就被上传到arXiv。在那篇论文中,这项工作被描述为开启了“人类的新时代”。

社交媒体上的一些评论员称赞这一发现是一代人的突破,但超导专业研究人员在很大程度上持怀疑态度。英国牛津大学的Susannah Speller和Chris Grovenor说,当一种材料成为超导材料时,在许多测量中应该有明确的特征。

Speller说,对于其中两个,即对磁场的响应和一个称为热容的量,数据中都没有给予证明。“因此,现在说我们已经在这些样品中获得了令人信服的超导性证据还为时过早。”

Kim已经意识到这种怀疑,但他认为其他研究人员应该尝试复制他团队的工作来解决这个问题。一旦研究结果发表在同行评议的期刊上,他将支持任何想要自己创造和测试LK-99的人。与此同时,他和同事还将继续完善奇迹超导体样品,并向大规模生产迈进。

相关论文信息:

https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.12008

https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.12037

 
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