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13万元复现室温超导实验?韩实验引发科普热

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发表于 2023-8-17 13:09:32 | 显示全部楼层 |阅读模式

13万元复现室温超导实验?韩国超导实验引发科普热

  7月22日起,韩国室温超导团队连续发表了2篇论文,声称“首次”发现了室温常压超导材料LK-99,继今年3月美国超导研究者迪亚斯后,再度在全球掀起超导旋风。连续十多天,LK-99在全球跨界引发“炼丹风”,与超导相关的概念股也在全球各实验室的复现结果中涨涨跌跌。

  另一边,经历了国外超导的种种乌龙,中国超导专家要么保持沉默,要么对此持谨慎态度;当然,也有“吃瓜群众”紧锣密鼓开启了“炼丹模式”。

  “连我在澳洲搞电池的朋友,都开始跃跃欲试了。”8月4日,电子科大物理学院博士生导师乔梁告诉华西都市报、封面新闻记者,“现在复现韩国实验,大约需要13万元人民币,比起以往超导实验动辄要购买数百万元的实验器材,门槛降低了不少。我相信想做这个实验的大有人在。”

  是蹭热度还是真超导?

  “LK-99,从命名来看,L和K是提交论文的韩国科学家的姓名首字母,“99”则是科学家开始这项研究的起始时间1999年。”一项看起来门槛并不是那么高的实验为什么会持续20多年时间?乔梁也没有想明白。他和团队于今年3月在《自然》上发表论文,研究氢元素对镍基超导材料的影响。从迪亚斯的发现到韩国LK-99,乔梁是一名认真且乐观的“吃瓜群众”。

  上次限于设备,无法复现迪亚斯的实验,这次,有赖于韩国同仁降低了制备门槛,乔梁的实验室正准备复现韩国实验。北京航空航天大学刘知琪教授团队已经宣布,复现韩国实验无法观测超导现象;同时,东南大学孙悦教授团队宣布,在 110K 温度(约零下163℃)下成功观测到了零电阻,但是并没有证实、也没有发现室温超导。8月8日,北京大学量子材料中心研究员贾爽及其合作团队宣布其合成的LK-99样品不具备超导性。“到底是材料配置比例不一样,还是时间上出了问题,都让人好奇。”乔梁说出了他的疑惑。相对的,美国劳伦斯伯克利国家实验室通过理论模型,华中科大研究员团队通过实验,则从另一个角度印证了韩国实验。

  中国科学院物理研究所研究员罗会仟和中国科学院外籍院士、北京高压科学研究中心主任毛河光对此表示了谨慎。毛河光在接受《中国科学报》采访时表示,“这跟迪亚斯的研究不同,因为他的研究在《自然》杂志发表了,就算有问题,但起码值得去重复。我们重复后看到了类似的现象,但严格分析不是超导。韩国这个研究可能是蹭迪亚斯的热度。他们的工作早在1999年就有报道,现在又重新再炒起来,这个时候无论他人支持或反对,都可以把他们炒热。至少目前韩国的实验并没有显示在科学上很靠谱。”

  电影《阿凡达》里描述的潘多拉星球,那里有着富饶的室温超导矿石,它足以让一座大山悬浮在空中。正如有网友调侃:如果这次地球人能实现室温常压超导,阿凡达人就不用搬家了。

  中国科学院物理所研究员罗会仟在他的《超导“小时代”》中提到,“目前共有200余位科学家获得了诺贝尔物理学奖,其中属于凝聚态物理领域的大约60位,包括10位科学家直接因为超导研究获得诺贝尔奖。”百年来,科学家们像炼丹术士一样,把元素周期表上的元素通过各种不同的组合,投入造型各异的管式、箱式“炼丹炉”中,日夜守护,期待得到神奇的超导材料。谁能够真正发现室温常压下、零电阻、绝对抗磁性超导材料,摘下凝聚态物理研究领域的桂冠?这和征服珠峰一样让人着迷。

  “一旦发现,毫无疑问会掀起第四次工业革命。”乔梁并不掩饰。所以,不论韩国超导实验是否是“一脚”乌龙球,都有大量的研究人员愿意去复刻、再现、验证这一发现。

  13万元复现一个超导实验

  “很少有人关注磷酸盐里的超导现象,都是在氧化物或者金属元素里去寻找。这个材料确实很偏。”乔梁说,“韩国团队的材料制备工艺其实没有我们的材料那么复杂,比如我们做的镍基材料,需要使用激光分子束外延生长的办法,光是设备就要好几百万元,这个设备不是所有人都能操作,它需要经过专门训练的人才能做,所以主流的门槛太高了。”

  但是对于韩国实验,不少人调侃说就像烧坩埚,“只是它不能在大气里面烧,必须封在一个真空管中,因为里面有磷,放在空气中容易氧化。这个实验很简单,所以说好多学化学的人也想尝试合成一下这个材料,合成其实并不难。”

  你不需要买上千万元的设备。”乔梁算了一笔账,只需要13万元,懂材料合成,就可以复现这个实验。“买一个真空封管机大概11万元,然后剩下2万元买炉子、买材料就可以做了。”他举例说,“磷粉,买100克才几百块钱,铜什么的就几十块钱,真的是做化学的人搞的事情。”

  乔梁坦言,“我不太理解的是,对于专业的人来说,这个实验不需要做20年,一年就可以搞得很清楚了。我不知道为什么他们要做那么久?”

  LK-99引发超导科普热

  “我们的磁体现在在样品的下方,离得很远,现在缓慢地靠近样品,可以看到它竖起来了……我们把磁体换个方向,再放到样品下面,看到样品一下又竖起来了,远离又掉下去了。”B站UP主、来自华中科大的“关山口男子技师”是国内最早发布复现韩国实验视频的团队之一。他所拍摄的LK-99验证视频点击已超过1000万次,位列全站第一。B站哔哔话题机发起的“华中科大合成了可以磁悬浮的LK-99晶体,你怎么看”的话题浏览超过3300万次。

  同期,“炼丹师阿翔”的验证视频出现在B站;“物理老师李永乐”室温超导视频点击破百万;而8月4日,南京大学闻海虎教授表示韩国发现室温超导体可能性非常小……至8月8日,B站关于室温超导复现的直播有7个,3个正在直播,4个未开播……

  反转再反转,一部室温超导“连续剧”引发了科普热潮。

  然而,韩国超导材料新发现真是乌龙吗?

  “对材料的理解不系统,很难全面地评价这个事情。”乔梁这样说,“能够很执着地花20多年来做一件事情,我觉得造假的可能性不大,关键是看他们能不能把其中的规律揭示出来。”从新闻报道和各种信息来看,韩国团队不是非常专业的做超导的人。这是乔梁的初步判断——“至少感觉他们没有做学术的那么专业。但是并不是说不专业就不能做,科学也有意外。”

  8月4日,LK-99研究者之一的韩国量子能源研究所代表李锡培接受《韩国经济新闻》的电话采访时表示:“LK-99的制造方法已经全部公开。全世界的研究小组正在进行后续研究。”他还表示:“不久后将举行介绍所有实验内容的活动,目前正在对LK-99进行进一步升级的后续研究。”

  “我觉得这件事情是好事。它反映了人们对科学的关注,人们知道超导技术一旦真正突破了,可能带来第四次工业革命,这绝对是工业革命,所以说从另外一个程度上讲反映了大众对科学知识的接受程度,他们晓得什么东西重要。现在,资本、企业包括政府机构都在关注这件事。所以,任何一个团队只要能够靠谱地发现超导材料,都值得重视。”

  8月14日,中国科学院官方微信订阅号“中科院之声”发布了题为《那些年室温超导的疑云后来都怎么样了》的文章,对近期韩国团队发表论文声称发现室温超导“LK-99”事件最新进展进行了综述总结。按照该文说法,截至目前所有宣称过的室温超导材料均处于未被验证或争议状态,但是学界对于室温超导持续探索是有意义的,这是工程学的期盼,也是科学的追求。

  科学发现有积累有偶然,有时候也需要运气,谁能成为本轮超导热最接近成功的人?

  不过,在超导热中我们还需要记住美国作家梭罗的一句话:谈论重大的话题,我们需要的是理智而不是速度。

  华西都市报-封面新闻记者张峥


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