交匯點訊 近日，隨著韓國一研究團(tuán)隊在arxiv公布論文宣稱發(fā)現(xiàn)常壓室溫超導(dǎo)體lk-99后，掀起了全球室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)實驗的熱潮。在b站等社交媒體平臺，記者發(fā)現(xiàn)不少室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)直播吸引了大批人觀看，不少網(wǎng)友戲稱該實驗為“煉丹”。

(相關(guān)資料圖)

到底什么是超導(dǎo)？東南大學(xué)物理學(xué)院教授孫悅解釋，超導(dǎo)有兩個最基本的特質(zhì)，一是零電阻，另一個是邁斯納效應(yīng)，也成完全抗磁性。其中零電阻是指當(dāng)樣品進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)之后，它的電阻或者電阻率會突然降到零，而邁斯納效應(yīng)（完全抗磁性）則是指超導(dǎo)體的磁化率是-1，考慮到有的超導(dǎo)體并不是100%超導(dǎo)，所以磁化率可能達(dá)不到-1，但一般都是負(fù)值。如果超導(dǎo)實現(xiàn)，科幻電影場景將走入現(xiàn)實，在超導(dǎo)體的正下方放置一個磁體，超導(dǎo)體由于內(nèi)部不允許磁場存在從而產(chǎn)生相反磁場，與磁體互相排斥。如果排斥力和超導(dǎo)體的重力相平衡，就能讓超導(dǎo)體懸浮在半空中。

常溫超導(dǎo)體被視為現(xiàn)代物理學(xué)的“圣杯”，甚至被認(rèn)為如果成為現(xiàn)實則可能會引發(fā)世界新一輪工業(yè)革命。那么，假設(shè)室溫超導(dǎo)真的實現(xiàn)，會給社會帶來什么樣的變革？業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這將在電力傳輸、交通運輸、醫(yī)療、計算機技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)生翻天覆地的變化。具體來看，超導(dǎo)材料可以在無電阻狀態(tài)下傳輸電流，這意味著電力將實現(xiàn)無損耗傳輸。同時，超導(dǎo)材料產(chǎn)生的強磁場可用于磁懸浮列車等高速交通工具，磁懸浮列車將大大提升速度。另外，室溫超導(dǎo)還可以賦能醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，例如核磁共振成像，提升診斷效率。

室溫超導(dǎo)目前是已經(jīng)“煉丹”成功，還是“煙霧彈”？7月22日，由韓國量子能源研究中心、高麗大學(xué)等團(tuán)隊的研究人員宣布成功合成的室溫常壓超導(dǎo)體，是在常壓條件下，一種改性的鉛磷灰石被團(tuán)隊命名為lk-99，其能夠在127℃以下表現(xiàn)為超導(dǎo)體。

7月31日，孫悅在b站上公布了進(jìn)行室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)實驗的全過程。他介紹，自7月25日看到相關(guān)研究文章，決定嘗試購買原料；次日原料到貨，并確定了實驗方案；27日，開始合成前驅(qū)物lanarkite和cu3p，隨后開始原料研磨；隨后，團(tuán)隊按照論文所述，將原料放入石英管里抽真空。不過他們發(fā)現(xiàn)此前的論文中存在矛盾點，即文字部分所述的是“有空氣”，但在圖表中又是“高真空”。因此，團(tuán)隊在這個步驟中，將一份原料置于真空密封狀態(tài)，另一份則是置于空氣中。

接下來，就到了最受關(guān)注的“煉丹”環(huán)節(jié)。只見他把上述的兩份原料都放進(jìn)了實驗室的高溫爐當(dāng)中進(jìn)行燒結(jié)。29日，得到lanarkite結(jié)構(gòu)分析成相，接下來便是繼續(xù)合成目標(biāo)材料。不過此時，團(tuán)隊又發(fā)現(xiàn)韓國研究里將兩個原料反應(yīng)生成的最終產(chǎn)物銅和磷的比例是1:6，不過前驅(qū)物的畢竟是cu3p，就出現(xiàn)了方程式很難配平的問題。對此，孫悅團(tuán)隊便嘗試了兩種不同的配比。加之前驅(qū)物的燒結(jié)也是在真空和有氧兩種環(huán)境下，以及論文中合成條件是925℃、5~20個小時，于是團(tuán)隊決定采取10小時和20小時兩種不同的條件。

“疊加上述種種不同的變量，團(tuán)隊共計進(jìn)行了8次實驗?！弊罱K，團(tuán)隊進(jìn)行了超導(dǎo)磁懸浮實驗，把合成的樣品放在磁鐵上，可以看到樣品穩(wěn)穩(wěn)躺在磁鐵上，并未出現(xiàn)磁懸浮現(xiàn)象。同時，團(tuán)隊又對樣品進(jìn)行了磁化測量，結(jié)果顯示，依舊是沒有任何超導(dǎo)跡象。

因此，孫悅認(rèn)為，材料是否有室溫超導(dǎo)的可能性，依然有待驗證。

一個“小黑點”在顯微鏡下，隨著釹鐵硼磁體的移動，不斷立起，且無論s極還是n極都有效，代表排斥與磁極無關(guān)，顯現(xiàn)出抗磁性。8月1日，華中科技大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士后吳浩和博士生李陽在常海欣教授的指導(dǎo)下，宣布已經(jīng)成功首次驗證合成了可以磁懸浮的lk-99晶體，該晶體懸浮角度比此前韓國研究團(tuán)隊或者的樣品磁懸浮角度更大，有望實現(xiàn)真正無異議的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。該團(tuán)隊目前僅復(fù)現(xiàn)了抗磁性，是否為零電阻還需要進(jìn)一步測試。只有同時滿足抗磁性和零電阻，才能被稱為超導(dǎo)體。

目前，室溫超導(dǎo)正在全世界的期待與質(zhì)疑聲中走向“大亂斗”的白熱化階段。美國、印度、韓國等國專家學(xué)者紛紛發(fā)布相關(guān)實驗結(jié)果，而在國內(nèi)，中科院沈陽所、北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)、曲阜師范大學(xué)等高校研究人員也紛紛公布相關(guān)實驗結(jié)果或論文成果。南京大學(xué)教授聞?；⒐_表示，判斷一個材料是不是超導(dǎo)材料，要看它能不能進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)。電阻要測的很好，要真正到0，然后磁化要真正測到邁斯納態(tài)，而不是說看到一個負(fù)的抗磁信號，就說是邁斯納態(tài)，因為有可能是測錯了，有可能是這個材料本身就抗磁。

但不管怎樣，這場關(guān)于室溫超導(dǎo)的技術(shù)浪潮還將在不斷實驗與討論中持續(xù)下去，正如一位網(wǎng)友對于華科團(tuán)隊的評論所言：“視頻中的超導(dǎo)材料就好像一片脆弱的蝴蝶翅膀，而它煽動的颶風(fēng)將覆蓋整個人類社會?！?/p>

新華日報·交匯點記者 程曉琳

上觀號作者：交匯點

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