多機構(gòu)復(fù)現(xiàn)室溫超導(dǎo)獲樂觀結(jié)果,國內(nèi)外更多論文公布,但請理性:零電阻更關(guān)鍵
還得加急再燒一爐。
如今整個科技領(lǐng)域,最為熱門的概念絕對是室溫超導(dǎo),LK-99。
自韓國公布最新室溫超導(dǎo)的兩篇研究之后,整個科技領(lǐng)域都在角逐這一物理學(xué)圣杯。
昨天,美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)研究員 Sinéad Griffin 使用美國能源部的計算能力進行模擬,稱已經(jīng)為銅摻雜鉛磷灰石的超導(dǎo)性找到了理論基礎(chǔ)。這一消息引起了科技圈極大的關(guān)注與討論。
數(shù)小時后,中國實驗室也公開室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)的一個重磅消息:華中科技大學(xué)材料學(xué)院成功首次驗證合成了可以磁懸浮的 LK-99 晶體。
據(jù)稱,華中科技大學(xué)材料學(xué)院博士后武浩、博士生楊麗,在常海欣教授的指導(dǎo)下,成功首次驗證合成了可以磁懸浮的 LK-99 晶體,該晶體懸浮的角度比李碩裴(Sukbae Lee)等人獲得的樣品磁懸浮角度更大,有望實現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。
視頻鏈接:https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS/
研究人員制成的樣品很小,只有幾十微米。
使用汝鐵硼磁鐵放在材料下,NS 極均可以讓材料展示抗磁性:
短短公布兩個小時后,該視頻在 B 站上瀏覽量就達到 60 萬,獲得了叔叔陳睿的關(guān)注,目前瀏覽量已超過 670 萬。甚至該視頻在海外都引起了極大的關(guān)注與歡呼。
但是,視頻作者也表示,目前只驗證了邁斯納效應(yīng),還未測電阻 —— 零電阻才是超導(dǎo)的最佳證據(jù)。目前合成成功的晶體非常小,實在是不敢動(不敢用來測試數(shù)據(jù))。
所以,他們正在加急再燒一爐。
從上周韓國室溫超導(dǎo)論文發(fā)布以來,國內(nèi)眾多實驗室都在跟進復(fù)現(xiàn),不過此前的結(jié)果偏向于悲觀。華科的這一復(fù)現(xiàn)結(jié)果公布,可以說是十分振奮人心。
華中科技大學(xué)材料學(xué)院教授常海欣已向媒體證實,當(dāng)前的實驗的確出自所屬團隊。
其他實驗室跟進
昨天晚些時候,很快又有其他實驗室傳出了樂觀的復(fù)現(xiàn)結(jié)果。
很早就引來萬人圍觀的中科大團隊,昨晚 8 點在知乎上更新了 LK-99 材料燒制的結(jié)果,其中很小的一塊展現(xiàn)出了抗磁性。
曲阜師范大學(xué)的研究人員在昨晚 9 點通過視頻展示了材料抗磁性的結(jié)果。
視頻來源:https://www.bilibili.com/video/BV1CN411Y7Qh/
作者表示,聽聞韓國團隊石英管破裂產(chǎn)生超導(dǎo)的操作,我們正好也有類似的「誤操作」。把樣品敲碎后部分小顆粒放到釹鐵硼磁鐵上剛好展現(xiàn)了抗磁性,但看起來跟石英管是否破碎應(yīng)該沒有關(guān)系。對于目前的室溫超導(dǎo)探索,請大家保持理性,是否是超導(dǎo)從專業(yè)角度還需進一步驗證和確認!
同樣因為目前獲得的材料太小,研究人員沒有直接測量電阻。
在這些實驗中材料展現(xiàn)的邁斯納效應(yīng),是超導(dǎo)體從一般狀態(tài)相變至超導(dǎo)態(tài)的過程中對磁場的排斥現(xiàn)象,超導(dǎo)體內(nèi)的磁通量將全部被排出體外,磁感應(yīng)強度恒為零。這被認為是超導(dǎo)體的一個重要特征。
理論驗證的進展
昨天伯克利實驗室的研究是第一個從理論角度解讀 LK-99 可行性的研究,在提交 arXiv 之后獲得了人們的廣泛討論。在意見的交鋒過后,人們更普遍認為:它并不是此類物質(zhì)具有超導(dǎo)性的強烈信號。
其實,昨天國內(nèi)中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心的一篇論文《First-principles study on the electronic structure of Pb10?xCux (PO4) 6O (x=0, 1)》,也從理論計算了 LK-99 室溫超導(dǎo)的可能性。
有趣的是,研究人員認為在考慮的摻雜元素中與銀相比,金表現(xiàn)出與銅更相似的摻雜效應(yīng)?!肝覀兊墓ぷ鳛槲磥硌芯?LK-99 獨特電子結(jié)構(gòu)在超導(dǎo)電性中的作用打下基礎(chǔ)?!?/span>
鏈接:https://arxiv.org/abs/2307.16040
這只是個開始。今天在 arXiv 的凝聚態(tài)物理分區(qū),有西安西北大學(xué)、TU Wien、科羅拉多大學(xué)博爾德分校的論文試圖對 LK-99 室溫超導(dǎo)提供理論向的支持。
其中西北大學(xué)物理學(xué)院教授司良等人的研究《Electronic structure of the putative room-temperature superconductor Pb_9Cu (PO_4)_6O》其中說道:「電子結(jié)構(gòu)可能支持平帶超導(dǎo)性或相關(guān)增強的電子 - 聲子機制,而沒有超導(dǎo)性的抗磁體似乎與我們的結(jié)果相當(dāng)不一致?!?/span>
即論文特別指出:超導(dǎo)體比沒有超導(dǎo)性的抗磁體更有可能出現(xiàn)。
論文鏈接:https://arxiv.org/abs/2308.00676
科羅拉多大學(xué)博士后 Rafal Kurleto 等人的研究《Pb-apatite framework as a generator of novel flat-band CuO based physics, including possible room temperature superconductivity》則基于 DFT 計算研究 KL-99 的電子結(jié)構(gòu),認為其在費米能級上具有非常高的電子態(tài)密度(DOS),作者認為這可以成為新型電子物理的基礎(chǔ),包括潛在的室溫超導(dǎo)性。
論文鏈接:https://arxiv.org/abs/2308.00698
但還是那句話,能不能實現(xiàn)室溫超導(dǎo),還是需要通過實驗來證明。
萬眾矚目
人們對于室溫超導(dǎo)的期待程度越來越高,在 B 站和知乎上相關(guān)話題的熱度一直不減。雖然目前的研究僅僅是幾小步,但已無法阻止大家對未來科技爆炸展開暢想了。
截圖自 B 站評論區(qū)。
對常溫超導(dǎo)的關(guān)注,早已遠遠超出了物理研究圈子,可以說吸引了全球的目光。
OpenAI 首席執(zhí)行官山姆?奧特曼表示:上個月我們還在吃扎克伯格與馬斯克線下約戰(zhàn)的瓜,現(xiàn)在卻因為可能出現(xiàn)的室溫超導(dǎo)而興奮,全都回來了?
在昨天伯克利實驗室 Sinéad Griffin 的論文提交之后,社交網(wǎng)絡(luò)上「we are so back」刷了屏,看來奧特曼也是其中的一員。
天風(fēng)國際證券分析師,著名的「蘋果爆料王」郭明錤也加入戰(zhàn)局,他于今天凌晨表示,雖然常溫常壓超導(dǎo)的商業(yè)化進程還遠不能指望,但若真能實現(xiàn),計算機、消費電子領(lǐng)域的產(chǎn)品將會經(jīng)歷顛覆性變革。「即便是小如 iPhone 的移動設(shè)備,也能擁有量子計算機級別的計算能力?!?/span>
當(dāng)然隔行如隔山,需要知道的是,科技領(lǐng)域?qū)<覍τ谀蹜B(tài)物理的新聞?wù)J知程度也是有限的。
我們會持續(xù)關(guān)注這項科技的進展。
參考內(nèi)容:https://www.zhihu.com/question/613850973/answer/3136586869
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