南大教授谈韩国室温超导：不像超导，正重复实验

 

就近日人们热议的“若真立即能拿诺奖的‘韩国室温超导材料LK-99论文’”，7月28日，南京大学物理学院教授闻海虎接受采访的时候向澎湃科技表示，“真的很热闹，但也不奇怪的，因为这个事情很重要。”“大部分（热议）人都不是做超导的。”“我们仔细分析了他们的数据，从三个方面——电阻、磁化和所谓的磁悬浮，都不足以说明它是超导现象（材料）。”“我们判断（它所谓的超导）极有可能是个假象。”

对于重复实验，闻海虎表示，“其实我们都不想做，因为我们判断它不像超导，后来也派了一个同学在做着。国际上很多组都在重复。凭我们的经验看，（目前论文公布的数据）不足以说明它是超导。”

是否真的存在一种材料能够在常温常压下进入超导状态？

闻海虎表示，不排除存在。“但是这是很远大的一个目标，至于在我们有生之年能不能看见，不知道。所以现在韩国的结果出来，大家都很兴奋。如果是真的，大家都很高兴。但是目前的证据不足以证明它是超导材料。”

对于网传中国科学院物理研究所复现了前述韩国科研论文的结果，闻海虎表示，目前没看见结果，即便是复现，也不能说明它是超导材料，除非判断超导的证据非常明确。“这个材料很容易（重复做出来）做到，我估计两三天以后，比如下个星期，很多组都做出来（结果）了，（然后）马上就能够判断是不是超导的。”

27日，中国科学院物理研究所微信公众号回复相关留言称，“目前没有完成相关实验的消息，请以公开发表的论文为准。”

立即能拿诺贝尔奖的世界首个室温常压超导材料？

7月22日7时51分，一篇题为《首个室温常压超导体》（The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor）的研究文章在预印本网站arXiv上公开。

该论文由韩国高丽大学教授权永万（Young-Wan Kwon）上传。

该论文的第一作者Sukbae Lee与第二作者金智勋（Ji-Hoon Kim）均为韩国量子能源研究中心（Quantum Energy Research Centre）的研究人员，但该公司的官网目前因访问人次过多被封锁。

权永万是前述论文的第三作者。

“我们在世界上首次成功合成了在常压下工作的室温超导体（Tc≥400 K，127℃），其结构为改性铅磷灰石（LK-99）。”前述文章称，“临界温度 (Tc)、零电阻率、临界电流 (Ic)、临界磁场 (Hc) 和迈斯纳效应证明了LK-99的超导性”。

而在上述论文发表的2.5小时后，7月22日10时11分，同一主题的另一篇论文《超导体 Pb10-xCux(PO4)6O 在室温和大气压力下的悬浮现象及其机理》（Superconductor Pb10?xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism）也被提交至arXiv网站。与稍早前公开的论文相比，后者被认为更严谨，对材料样品的制备过程描述更为详尽、充分，不过部分注释还是韩语。

第二篇论文有6名署名作者，权永万被排除在署名作者之列，并被认为是因为“内讧”，才导致仓促上传了两篇论文。

第二篇论文由第三作者美国威廉玛丽学院（College of William & Mary）的物理学研究教授金铉德（Hyun tak Kim）上传。该论文与第一篇论文有相同的第一、第二作者，但第二篇论文的其余三名作者是林圣妍（Sungyeon Im）、安秀敏（SooMin An）、欧根浩（Keun Ho Auh）。

前述两篇论文的“主角”——LK-99，是一种铜掺杂的铅磷灰石。其中，铜掺杂的比例在0.9-1.1之间。

第二篇研究论文给出了它详细的合成步骤，被网友戏称为“炼丹”：“第一步，通过化学反应合成黄铅矿……；第二步，合成磷化亚铜晶体……；第三步，将黄铅矿和磷化亚铜晶体研磨成粉末，并在坩埚中混合，然后密封入晶闸管中，真空度为10^-3托（torr，相当于毫米汞柱）。将装有混合粉末的密封管在925摄氏度的炉子中加热5-20小时。在此过程中，混合物发生反应，并转化为最终材料。”

为表明实验结果可靠，7月26日凌晨3时31分，金铉德上传了一则视频，视频显示：将一个不规则的类圆柱薄片放在磁铁上方，可以明显看到薄片一侧翘起、悬空，呈“部分悬浮”。目前视频浏览量已超73万人次。

此外，公开资料显示，前述研究人员早在2022年8月已为LK-99申请了国际专利，并于2023年3月被授予专利。

韩国量子能源研究中心官网显示，该公司的“总公司及企业附属研究所位于韩国首尔市松坡区松路23街46-24号B1层。谷歌地图2023年3月更新的街景图片显示，该地址为一栋四层平房，一楼是一家室内装饰店。

不是真正的磁悬浮

闻海虎现任南京大学物理学院教授、美国物理学会会士(APS Fellow)，主要从事高温超导材料和物理问题研究，此前因高温超导体磁通动力学研究获得国家自然科学二等奖，因在铁基超导研究方面的贡献获得国家自然科学一等奖。

3月15日，距离美国罗切斯特大学教授朗加·迪亚斯（Ranga Dias）在美国物理学会年会上宣布发现高压室温超导材料并公布数据仅8天，闻海虎带领的团队就公布重复实验结果，推翻了迪亚斯等人的室温超导研究结果，引发轰动。

闻海虎教授团队的前述研究结果5月11日在线发表在《自然》（Nature）杂志上：他们制备的氮掺杂的镥氢化物（又称镥-氢-氮化合物）没有表现出近常压室温超导性。

2023年7月28日，闻海虎向澎湃科技表示，前述论文及其视频中展示所谓磁悬浮，看起来也不像真正的超导磁悬浮，“没悬起来，还是（需要）有一个支撑点，所以它不是‘超导磁悬浮’，要么是一个铁磁——有一点铁磁性的材料构成的、一个假的看起来像磁悬浮的，或者是一个（含）有一点点抗磁性的材料，但不是‘超导抗磁’的一个悬浮。因为它跟超导的磁悬浮完全不一样。”

闻海虎告诉澎湃科技，判断一个材料是不是超导材料，要看它能不能进入超导状态。“你的电阻要测的很好，要真正到0，然后磁化要真正测到迈斯纳态，而不是说看到一个负的抗磁信号，就说是迈斯纳态，因为有可能是测错了，有可能是这个材料本身就抗磁。”

闻海虎解释说，当进入超导态的时候，超导材料不允许任何磁场进入到体内，把磁场全排到体外，这被称为迈斯纳效应。因为它要维持它内部电子形成的“有序社会”的干净程度，因为它的电子两两配对，形成了新秩序，很“团结”，不希望磁场来破坏它们的“团结度”。

“但磁悬浮不是迈斯纳效应。”“如果是仅仅测一个像韩国论文中说有抗磁，说就是迈斯纳态，未必的。有时候仪器会骗你，仪器本身会造成假象，人如果相信，人就被骗了，就认为是超导了，但是经常做超导磁性质研究的人知道怎么去辨别。”闻海虎说。

人们非常期待科学家真的找到了室温超导材料，但更多质疑的声音在出现。

美国人工智能公司OpenAI的联合创始人兼首席执行官山姆·奥特曼（Sam Altman）发表评论称，“我非常想相信，但我认为我们对一个二磁体（diamagnet）过于激动了。”

超导领域研究专家、加州大学圣地亚哥分校理系教授豪尔赫·赫希（Jorge Hirsch）谈到韩国前述超导材料新论文时说：“这不是超导。这是实验性假象、一厢情愿的想法和糟糕的判断（在最好的情况下）。”

据科技新闻媒体《新科学家》（New Scientist）26日的报道，牛津大学材料系教授苏珊娜·斯佩勒（Susannah Speller）表示，现在说这些样品能够超导，还为时尚早。她表示，当一种材料变得超导时，在许多测量中应该展现出明确的特征。但其中的两个参数——对磁场的响应情况和一个被称为热容的参数，前述论文没有展示相关数据。

“如果真的是超导的话，它是什么机制？就是下一步的事情了。那么，这个材料里面的电子怎么配对的，温度为什么那么高（也可以配对）？在科学上很有意思，但是第一步是先证明它是超导体。”

闻海虎表示，高温超导的机理问题，目前也不清楚，也号称是诺贝尔奖级别的研究，“很多组在做这个方面”，“做清楚了，也是对科学的重大贡献”。

闻海虎介绍，目前超导材料实际上已经应用在很多产业了，比如核聚变研究的磁体、医院内核磁成像的磁体、高频滤波器、量子计算等等方面，都有应用。但这些用的都是使用低温超导材料。“室温超导是大家的一个梦想，如果实现的话，在刚才说的这些应用方面会有一个大的进步，降低运行成本等，所以是我们梦寐以求的事情。”

怎么研发超导材料：中国的布局和发展

闻海虎介绍，在超导材料研究尤其是高温超导领域，“我们国家是有布局的，看来中国科学家还是很严谨，不会冒冒失失公布出来一个不可靠的东西。”

他介绍，国内研究超导材料和机制的主要研究机构包括中国科学院物理研究所，以及北大、清华、南大、复旦、中国科技大学、浙江大学等高校，都有一些不错的相关的课题组。

“室温超导可能都在做，中国科学院有一个意向性的支持，其他（机构）的课题组都朝这个方向在努力，当然第一步是高温超导，然后尽可能地实现室温，另外基金委、科技部的项目中也有资助。”

“中国科学家在这个方面还是处于比较前沿的状态，比如说高压下的富氢材料，是高温超导，但是需要高压。那么其他高温超导方面，较低压力下最近中山大学做的工作是可靠的，突破了液氮温度，但是到室温的话，还是有距离。大家在朝着这个方向去做，但是哪一天实现，不知道。”闻海虎说。

对低温超导材料，闻海虎表示，很多材料在“常压+低温”下变成超导，并不奇怪。“热”是一个破坏因素。高温时，它不是超导态，随着温度的下降，到低温时，电子两两配对，形成一个“新社会”了，才进入超导状态。“所以说超导是一个状态。”

对于高压超导材料，闻海虎表示，高压可能导致材料产生一定的结构相变，在特定结构下，电子形成配对的稳定态，最终形成超导。

闻海虎表示，研发、寻觅超导材料，各个课题组的科学角度不一样，有各自的想法，但大方向一样，比如元素周期表中哪些元素的可能性最大，其中哪些元素组合的可能性最大，不能太盲目，“你盲目地烧是不行的。”

闻海虎解释说，要形成超导，“你要想办法让两个电子要形成配对。通常金属中电子是单电子传导电流，所以它有电阻。那么你让电子配成对以后，它形成一个新的电子有序态、一个有序社会，就是‘电子配对’社会。以前电子‘各自为政’，现在配成对，有次序，就会出现零电阻，也就是超导。那么如何导致两个电子配对？可以是原子振动的帮助，也可以是磁相互作用的帮助，大概是在这两个主要思路下在进行探索。”

他表示，自然界那么多种元素，两两混合，或者三种混合，形成的材料成千上万种材料。“你就要去思考、筛选，还结合理论计算，最后看有没有可能高温超导。现在的理论还不能够尽量准确地描述，在这种情况下，只能够按照感觉去做，所以，困难就在这儿。”

“没什么特别的建议。努力工作，不要浮躁，然后得到真实的超导现象再报道。我觉得这是作为一个科学家应该有的工作态度。”闻海虎说。

附论文链接：

1.https://arxiv.org/abs/2307.12008

2.https://arxiv.org/abs/2307.12037

3.https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n

（原标题：《专访｜闻海虎谈“韩国室温超导论文”：不像超导，正重复实验》）