作者:吴涛 张钰惠 胡凝瑾 来源:中国新闻网 发布时间:2023/8/5 14:05:23
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室温超导为何让全球科学家疯狂“烧炉炼丹”?

 

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。

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,“中国科学院物理所”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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