作者:李木子 来源:中国科学报微信公众号 发布时间:2023/7/28 9:36:43
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30℃电阻几乎为零?新“突破”却遭科学家质疑

 

一个研究小组日前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科学家。

LK-99材料部分呈悬浮状态。图片来源:Hyun-Tak Kim

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,研究人员只能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环境压力下具有超导性的材料。如果他们的说法能通过科学审查,那么这项新工作将非常了不起,而研究团队的举证责任同样也不同寻常。事实上,之前一些关于超导材料的研究成果后来被撤回,其他团队也未能复制这些成果,这增加了这项研究的风险。

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,转变成深灰色固体。

研究人员随后测量了1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℃下相当大的正值急剧下降到30℃下几乎为零。

超导体会排斥磁场是迈斯纳效应的一部分,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呈飘浮状态,研究人员记录了这种悬浮测试。在他们的视频中,他们将一块LK-99放在磁铁上方,结果它发生了悬浮。

然而,这种扁平的硬币状材料只有一部分边缘完全悬浮,另一部分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,且表现出迈斯纳效应。

目前,两篇关于LK-99的论文已在预印本服务器arXiv上发布,但不进行同行评议,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,他们中的一些人还在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名为热容的量,相关数据中都没有予以证明。“因此,现在就说我们已经在这些样品中获得了令人信服的超导性还为时过早。”

Kim已经意识到这种怀疑,但他认为研究人员应该尝试复制其团队的工作来解决这个问题。一旦这项研究结果发表在同行评议的期刊上,他将支持任何想要制造和测试LK-99的人。与此同时,他和同事还将继续完善该超导体样品,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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