2023年7月25日，美國某研究團隊聲稱發(fā)覺了一種潛在的“室溫常壓超導(dǎo)體”。這一消息迅速在全球范圍內(nèi)造成熱議，還引起了科學(xué)界乃至民間科技愛好者對實驗結(jié)果的復(fù)現(xiàn)風(fēng)潮。
但是截止目前，還沒有任何一個復(fù)現(xiàn)結(jié)果能完全印證日本團隊的“重大發(fā)覺”。美國國家數(shù)學(xué)實驗室與廣州民航航天學(xué)院的兩項實驗均沒有觀察到“LK-99”的超導(dǎo)征兆。西北大學(xué)科研團隊宣布測到“LK-99”樣品零阻值的實驗結(jié)果，但并非在溫度下初中物態(tài)變化物理實驗論文，而是在110K（約-163℃）的高溫條件下，但是并沒有測到該物質(zhì)應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)的抗磁性。
近期也有國外視頻博主聲稱“LK-99”倒掛漂浮成功，但目前已刪掉視頻并致歉稱視頻所用樣品并非“LK-99”，無超導(dǎo)性。
這么，到底哪些是“室溫超導(dǎo)”？關(guān)于“室溫超導(dǎo)”目前我們又曉得些哪些？面對關(guān)于超導(dǎo)技術(shù)的“重大突破”，我們普通人又該如何做？楊梅新聞為你快速科普。
超導(dǎo)體是哪些？
不同的物質(zhì)材料，按照它們的電留傳導(dǎo)表現(xiàn)，可大致分成：絕緣體、半導(dǎo)體與導(dǎo)體。
影響材料導(dǎo)電性能的，是阻值，也就是貨運阻撓電壓通過的能力。內(nèi)阻的大小，常常與氣溫相關(guān)。
這么，當(dāng)氣溫升高到很低的情況下，內(nèi)阻會呈現(xiàn)如何的變化呢？
1911年，波蘭化學(xué)學(xué)家海克·卡末林·昂內(nèi)斯（HeikeOnnes）在實驗中碰巧發(fā)覺，在-269℃，水銀的阻值忽然消失，昂內(nèi)斯把物質(zhì)的這些狀態(tài)稱為“超導(dǎo)態(tài)”，把內(nèi)阻忽然變?yōu)榱銜r的氣溫稱作“超導(dǎo)臨界氣溫”。
內(nèi)阻為零，電壓就可以在這些材料中“無阻暢游”。所以，能在特定氣溫下實現(xiàn)零內(nèi)阻的導(dǎo)體，就被稱為“超級導(dǎo)體”，也就是超導(dǎo)體。
超導(dǎo)體不僅零內(nèi)阻的特點，還有第二大特征——“完全抗磁性”。即在超導(dǎo)態(tài)下，超導(dǎo)體對外部的磁場完全抵觸。
超導(dǎo)體的“完全抗磁性”，是在1933年由瓦爾特·邁斯納和羅伯特·奧克森菲爾德兩位科學(xué)家發(fā)覺，因而，超導(dǎo)體的完全抗磁性現(xiàn)象也被命名為“邁斯納效應(yīng)”。
所以，明天人們判定一種物質(zhì)材料是不是超導(dǎo)體，只要認準“零內(nèi)阻”和“完全抗磁性”兩大指標。
溫度超導(dǎo)體又是哪些？
無論在科學(xué)界還是在眾多行業(yè)領(lǐng)域，超導(dǎo)體實在是太美妙了！
“零內(nèi)阻”的特點，意味著超導(dǎo)體可以將遠程輸電的成本打出來——無需復(fù)雜超高壓技術(shù)，電力長途輸送幾乎無耗損。
“完全抗磁性”，可以讓超導(dǎo)體在磁場中漂浮，假如用于磁懸浮火車，可以用更低的成本實現(xiàn)更大范圍的高速軌道交通。
據(jù)悉，在醫(yī)療設(shè)備、精密儀器、電子通訊、航空航天等多個領(lǐng)域都期盼著超導(dǎo)技術(shù)的更大突破。
雖然，目前人類已知的物質(zhì)，要步入“超導(dǎo)態(tài)”，首先要達到很低很低的“超導(dǎo)臨界氣溫”——動輒就是零下一兩百攝氏度，對環(huán)境和設(shè)備要求太高，還未能廣泛應(yīng)用。
所以科學(xué)家們?nèi)匀辉趯で筇嵘瑢?dǎo)材料的臨界體溫，找尋相對往年高溫超導(dǎo)體的低溫超導(dǎo)體。其實，這兒的“高溫”是指相對于絕對零度而言。
100多年來，全球無數(shù)科學(xué)家涉足其間，找尋新的超導(dǎo)體，不斷提高超導(dǎo)臨界體溫。
1986年，IBM的科學(xué)家柏諾茲和繆勒，在一種氧化銅材料中發(fā)覺了低溫超導(dǎo)性，可以在35K（約-238℃）的氣溫下弄成超導(dǎo)體，急劇增強了超導(dǎo)臨界體溫，因而入選諾貝爾化學(xué)學(xué)獎。
2019年，由美德兩國科學(xué)家組成的研究小組經(jīng)過實驗否認，高壓下的溴化鑭在250K（約-23℃）中具有超導(dǎo)性，這是目前已被否認的超導(dǎo)臨界氣溫最高紀錄。
然而，目前發(fā)覺的超導(dǎo)材料仍然高于0℃，而要實現(xiàn)溫度超導(dǎo)，即在接近室外氣溫的條件下步入超導(dǎo)，還是科學(xué)界無法企及的夢想。找到溫度超導(dǎo)體，因而被視為匯聚態(tài)化學(xué)學(xué)的“明珠”。
爭議不斷的“超導(dǎo)新突破”
人類研究超導(dǎo)的歷史只有112年，但相關(guān)研究迄今已獲得五次諾貝爾獎，足見其在現(xiàn)今科學(xué)研究中的重要價值。科學(xué)家們強調(diào)，溫度超導(dǎo)技術(shù)的突破，改變的將不僅僅是人類數(shù)學(xué)學(xué)和材料學(xué)的認知，更將極大地改變這個高度依賴電力和精密電子設(shè)備的人類社會，直接推動第四次工業(yè)革命。
但是，近來幾年關(guān)于溫度超導(dǎo)的一些“突破性進展”，引起了更多的指責(zé)與批評。
2020年，俄羅斯佐治亞學(xué)院化學(xué)學(xué)家蘭加·迪亞斯（RangaDias）和他的朋友在《自然》雜志上發(fā)表論文稱，一種含碳、硫、氫的化合物能在約15攝氏度下表現(xiàn)出超導(dǎo)性能。消息一出，風(fēng)靡一時。但是，2022年9月，《自然》雜志撤回了這篇論文。
去年3月，迪亞斯團隊再度聲稱，在一種摻氮的镥絡(luò)合物中，發(fā)覺接近常壓下的溫度超導(dǎo)現(xiàn)象，但這項“成果”，至今還沒得到世界其他團隊的重復(fù)驗證。
本次遭到廣泛關(guān)注的日本團隊，其“超導(dǎo)研究成果”也事件不斷。她們的兩篇論文，最早發(fā)布于預(yù)印本網(wǎng)站arXiv，并未接受任何同行評議。多位業(yè)內(nèi)專家對文章數(shù)據(jù)特點與溫度超導(dǎo)推論發(fā)表了指責(zé)。
與此同時，“LK-99”的問世，尤其是其對實驗環(huán)境和制造設(shè)備相對簡單，掀起了全球?qū)W界甚至民間科學(xué)愛好者們仿效實驗的風(fēng)潮。
可難堪的是，截止目前，世界上還沒有任何團隊才能復(fù)現(xiàn)成功。
8月3日，美國超導(dǎo)和高溫化學(xué)學(xué)會對外發(fā)布申明稱，該團隊聲稱合成的物質(zhì)“LK-99”還不能被否認為溫度超導(dǎo)體。而在部份投資市場上大肆炒作的一波“超導(dǎo)熱點”，在狂歡之后只落得一地雞毛。
人類對溫度超導(dǎo)技術(shù)和理想超導(dǎo)體的探求正在加速推動，新成果涌現(xiàn)的頻度一定會大大增強。并且，基礎(chǔ)科學(xué)的研究專業(yè)高深，讓其部份所謂“突破性研究成果”真假難辨，即使是本領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)者專家，想要確切地驗證評價初中物態(tài)變化物理實驗論文，固然要耗費時間和精力，又甚或隔行隔山的普羅大眾？
在楊梅新聞此前的訪談中，國外頂級的超導(dǎo)專家提醒公眾：保持對科學(xué)好奇心與熱情尚且可嘉，但更要當(dāng)心慎重，不要受相關(guān)“小道消息”的煽動，更別被市場上個別概念題材炒作搭進去自己的血汗錢。
（楊梅新聞記者/顧慧敏王晟）