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室温常压超导体,127度以下常压都能实现

这篇论文表示,通过改良一种铅-磷灰石结构,用铜离子取代铅离子,产生应力,在微结构中引发畸变,从而可以在127℃以下表现出超导性。
2023-07-26 15:59 · 微信公众号:量子位 明敏 尚恩

好家伙,室温超导领域又来新突破了?

这次甚至连高压都不需要了,“常压”即可实现超导。

就在这两天,一篇名为“首 个室温常压超导体”的论文出现在了arXiv上,马上引发巨大讨论。

这篇论文表示,通过改良一种铅-磷灰石结构,用铜离子取代铅离子,产生应力,在微结构中引发畸变,从而可以在127℃以下表现出超导性。

要知道,,都还需要加压到1万个标准大气压,且临界温度远低于127℃,为21℃

而且这次最新成果,“有图有证据”。

一方面论文里给出了材料的具体原子结构;

另一方面,作者已经上传了一段视频材料,视频中一块材料被放在磁铁上后,保持悬浮状态。这是物体转变为超导体的特征之一,即迈斯纳效应。

而这些都是之前迪亚斯研究中所没有的。

所以不出意料,这篇最新出现的论文,马上引起巨大讨论。

不少人感慨,这结果好得仿佛是假的一样……

有人觉得,这次连视频都有了(除非是大型诈骗),应该真的是个大突破吧。

所以……这篇论文到底讲了啥?

给出了原子结构和视频论证

论文开头*句就写道:

我们合成了世界上*室温常压超导体,临界温度为127℃。

For the first time in the world, we succeeded in synthesizing the room-temperature superconductor (Tc ≥ 400 K, 127 ℃) working at ambient pressure with a modified lead-apatite (LK-99) structure.

要知道,所谓高温超导,“高温”只是相对于*零度来说。

此前21℃实现室温超导已经让物理学界炸裂了,如今127℃的临界值则把超导实现范围变更大了。

这个带来新突破的材料,被研究人员命名为“LK-99”。

论文一共22页,主要讲了该材料的结构、超导原理,并用实验进行论证。

论文展示了LK-99长啥样以及分子结构。

研究人员通过收缩材料的内部结构来实现超导,用更小的铜离子替代了铅离子,收缩比为0.48%。

Cu2+取代引起的应力传递到圆柱体列的铅,导致界面发生扭曲,形成超导量子阱。

超导量子阱(Superconducting Quantum Well,简称SQW)是一种人工制备的薄膜纳米结构,它利用量子约束效应产生量子化的能级,从而提高超导转变温度。

然后通过热容实验,研究人员验证了LK-99具备室温常压超导能力。

具体来看,他们在389K(约125℃)下进行试验,出现了电压等于0的情况,由此认为在这一条件下电阻等于0.

作者还测试了样品的零电阻效应、临界电流和磁场的变化关系等,来论证LK-99具有超导性。

此外,他们还展示了LK-99样品在不同温度下的电子顺磁共振(EPR)谱结果。

结果显示,在全温度范围内都出现类似回旋共振(cyclotron resonance)的信号,这是二维电子气体量子阱的特征信号。

作者认为,全温度范围内出现信号,意味着量子阱能稳定存在

而这就是LK-99具有超导的关键所在。

而且他们认为热容结果显示,LK-99不遵循简单的德拜模型,出现热容异常,也能从微观上论证该材料有超导性。

不仅如此,作者还专门上传了一段视频到网络上,拍摄下了材料在磁铁上悬浮的情况。

但这似乎也还不能完全打消围观群众们的疑虑……

网友们想信又不敢信

由于之前室温超导领域的闹剧太多,这回网友们的看法都比较谨慎。

很多人评论都加上了前提如果是真的(If true)……

而对于这次新成果,不同的网友也有不同的看法。

有人觉得这个试验确实打开了新思路,虽然还没带来实际应用,但也不能忽视研究的创新性:

直到2020年左右才发现室温超导,现在已经可以肯定这条路走得通!

但有人也觉得应用比较有限,这位网友就直接表示:

250毫安*可通过电流还比较有限,远未达到实用化的大电流规模。

要知道,能制造出强大的磁体材料或者可行的电力线路,才是室温超导领域真正意义上划时代的成就。

除了正反两派,也有不少网友整体抱持一种谨慎态度,质疑这会不会又有什么猫腻。

由于这个领域之前乌龙太多,这位已经ptsd的老哥就直接表示:又来??

还有不少网友认为,对于这类研究,*还是等复现后再说吧。

(网友OS:被骗太多次了)

不过也有人说研究的一位作者论文发了很多文章,而且有高引。

这篇论文的研究团队全部来自韩国,且都与韩国量子能源研究中心(Quantum Energy Research Center)有联系。

其中,论文作者Young-Wan Kwon是高丽大学教授,主要研究领域包括凝聚态物理、先进材料等。

他在Google Scholar上,有多篇被引用超过100次的论文。

论文*作者Sukbae Lee,是量子能源研究中心的CEO兼研究员,长期从事物理研究,尤其是高温超导方面。不过因为发表的论文以韩文居多,因此引用量相对较少。

Ji-Hoon Kim是量子能源研究中心的研究员,主要作为样品合成工作的对应作者,通过反应机理研究获得了LK-99样品。

这篇论文在业界引起很大关注,但具体效果是不是和论文叙述的一样,暂且还要等上那么一会儿。

等待之余,此前狂被撤稿的Dias老哥这边又有新瓜可吃了。

One More Thing

最新消息,之前室温超导风波的主人公兰加 · 迪亚斯(Ranga Dias)又一篇论文将被撤稿,有证据表示论文中存在造假行为。

据Nature消息,迪亚斯发表在物理评论快报(Physical Review Letters,简称PRL)上的论文,因被发现数据明显捏造,将被撤回。

“PRL”隶属于美国物理学会,主要发表原创性强、极为重要的物理研究成果,被称为物理领域的标尺。

不过虽然有论文又被撤稿,迪亚斯倒是不慌继续搞事。

据Science报道,迪亚斯最近已经为一项新的室温超导材料申请专利

不同于今年三月他发表的近常压(约1万个大气压)室温超导材料,这次他在专利申请中宣称已发现常压环境下的室温超导。并在专利申请书中宣称:是完全意义上的室温常压超导。

颇为诡异的是,这项国际专利申请于2022年7月就已提交,今年4月才对外公开。

目前,该专利申请目前尚未裁决,专利审查通常需要大约2年时间才能完成。

论文地址:https://arxiv.org/abs/2307.12008作者上传视频:https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n

参考链接:[1]https://news.ycombinator.com/item?id=36864624[2]https://www.reddit.com/r/singularity/comments/159jpz6/the_first_roomtemperature_ambientpressure/[3]https://www.nature.com/articles/d41586-023-02401-2[4]https://www.science.org/content/article/embattled-physicist-files-patent-unprecedented-ambient-superconductor

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