如今整個科技領域,最為熱門的概念絕對是室溫超導,LK-99。

自韓國公佈最新室溫超導的兩篇研究之後,整個科技領域都在角逐這一物理學聖盃。

昨天,美國勞倫斯柏克萊國家實驗室(LBNL)研究員 Sinéad Griffin使用美國能源部的計算能力進行模擬,稱已經為銅摻雜鉛磷灰石的超導性找到了理論基礎。這一訊息引起了科技圈極大的關注與討論。

數小時後,中國實驗室也公開室溫超導復現的一個重磅訊息:華中科技大學材料學院成功首次驗證合成了可以磁懸浮的 LK-99 晶體。

據稱,華中科技大學材料學院博士後武浩、博士生楊麗,在常海欣教授的指導下,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,有望實現真正意義的無接觸超導磁懸浮。

視訊連結:

https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS/

研究人員製成的樣品很小,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:

短短公佈兩個小時後,該視訊在 B 站上瀏覽量就達到 60 萬,獲得了叔叔陳睿的關注,目前瀏覽量已超過 670 萬。甚至該視訊在海外都引起了極大的關注與歡呼。

但是,視訊作者也表示,目前只驗證了邁斯納效應,還未測電阻 —— 零電阻才是超導的最佳證據。目前合成成功的晶體非常小,實在是不敢動(不敢用來測試資料)。

所以,他們正在加急再燒一爐

所以,他們正在加急再燒一爐。

從上週韓國室溫超導論文發佈以來,國內眾多實驗室都在跟進復現,不過此前的結果偏向於悲觀。華科的這一復現結果公佈,可以說是十分振奮人心。

華中科技大學材料學院教授常海欣已向媒體證實,當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現結果。

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 材料燒製的結果,其中很小的一塊展現出了抗磁性。

曲阜師範大學的研究人員在昨晚 9 點通過視訊展示了材料抗磁性的結果。

視訊來源:https://www.bilibili.com/video/BV1CN411Y7Qh/

作者表示,聽聞韓國團隊石英管破裂產生超導的操作,我們正好也有類似的「誤操作」。把樣品敲碎後部分小顆粒放到釹鐵硼磁鐵上剛好展現了抗磁性,但看起來跟石英管是否破碎應該沒有關係。對於目前的室溫超導探索,請大家保持理性,是否是超導從專業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的邁斯納效應,是超導體從一般狀態相變至超導態的過程中對磁場的排斥現象,超導體內的磁通量將全部被排出體外,磁感應強度恆為零。這被認為是超導體的一個重要特徵。

理論驗證的進展

昨天柏克萊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 之後獲得了人們的廣泛討論。在意見的交鋒過後,人們更普遍認為:它並不是此類物質具有超導性的強烈信號。

其實,昨天國內中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學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,金表現出與銅更相似的摻雜效應。「我們的工作為未來研究 LK-99 獨特電子結構在超導電性中的作用打下基礎。」

連結:https://arxiv.org/abs/2307.16040

這只是個開始。今天在 arXiv 的凝聚態物理分區,有西安西北大學、TU Wien、科羅拉多大學博爾德分校的論文試圖對 LK-99 室溫超導提供理論向的支持。

其中西北大學物理學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:「電子結構可能支持平帶超導性或相關增強的電子 – 聲子機制,而沒有超導性的抗磁體似乎與我們的結果相當不一致。」

即論文特別指出:超導體比沒有超導性的抗磁體更有可能出現。

論文連結:https://arxiv.org/abs/2308.00676

科羅拉多大學博士後 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》則基於 DFT 計算研究 KL-99 的電子結構,認為其在費米能級上具有非常高的電子態密度(DOS),作者認為這可以成為新型電子物理的基礎,包括潛在的室溫超導性。

論文連結:https://arxiv.org/abs/2308.00698

但還是那句話,能不能實現室溫超導,還是需要通過實驗來證明。

萬眾矚目

人們對於室溫超導的期待程度越來越高,在 B 站和知乎上相關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

截圖自 B 站評論區。

對常溫超導的關注,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 執行長山姆・超人力霸王表示:上個月我們還在吃祖克柏與馬斯克線下約戰的瓜,現在卻因為可能出現的室溫超導而興奮,全都回來了?

在昨天柏克萊實驗室 Sinéad Griffin 的論文提交之後,社群網路上「we are so back」刷了屏,看來超人力霸王也是其中的一員。

天風國際證券分析師,著名的「蘋果爆料王」郭明錤也加入戰局,他於今天凌晨表示,雖然常溫常壓超導的商業化進程還遠不能指望,但若真能實現,計算機、消費電子領域的產品將會經歷顛覆性變革。

「即便是小如 iPhone 的移動設備,也能擁有量子計算機級別的計算能力。」

當然隔行如隔山,需要知道的是,科技領域專家對於凝聚態物理的新聞認知程度也是有限的。

我們會持續關注這項科技的進展。

參考內容:

https://www.zhihu.com/question/613850973/answer/3136586869

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