无厘头研究
病毒式的室温超导体声明引发兴奋和怀疑
上周,一群韩国物理学家提出了一个惊人的声明。他们在arXiv预印本服务器上上传了两篇论文,声称他们创造了一种“开启人类新时代”的材料。
据称,基于铅的复合物LK-99是一种室温、常压超导体。这种材料在正常条件下能够无阻力地传导电流,对能源的产生和传输、交通运输、计算和其他技术领域可能产生巨大影响。
这些论文在网上引发了疯狂的热情,并引发了多个复制该研究的努力。与此同时,有报道称韩国研究人员之间存在争议,他们对是否应该发布这项研究存在分歧。
为什么超导体如此“超级”
当电流通过普通导体(如铜线)流动时,电子在移动过程中会与原子碰撞。结果,电子会失去一些能量,导致导线发热。在超导体中,电子可以无阻力地移动。超导导线可以在不损失能量的情况下传输电流,而超导磁体的功率足以使列车悬浮并控制聚变反应堆中的剧烈等离子体。
然而,所有已知的超导体都需要非常低的温度(通常低于-100℃)或极高的压力(超过普通大气压力的10万n倍)。这些限制使得超导体在许多应用中昂贵且不实用。
过去,几个研究团队声称在不同物质中检测到室温超导性,但这些声明都未经过审查。就在上周,美国物理学家Ranga Dias的一篇超导性论文因涉嫌数据伪造而被撤回。
因此,虽然室温超导体将是一个惊人的发现,但我们应该对这些新的声明持有一些怀疑态度。
大胆的声明
韩国研究人员表示,LK-99可以通过将矿物兰纳克石(Pb₂SO₅)和磷化铜(Cu₃P)进行烘烤过程来制备。他们表示,所得材料在常压和高达127℃的温度下显示出超导性的两个关键特征:零电阻和磁悬浮。
他们提出了一个合理的理论,解释了LK-99可能如何显示出室温超导性,但并未提供确凿的实验证据。论文中呈现的数据似乎并不具有说服力。
超导体的一个特征是迈斯纳效应,当超导体放置在磁体上方时,会导致其悬浮。
在一个视频演示中,研究人员将一块LK-99放在磁体上方。LK-99的平坦圆盘的一边升起,但另一边似乎仍与磁体接触。
我们期望超导体能够完全悬浮,并且还能够“量子锁定”,使其相对于磁体保持固定位置。从宽容的解释来看,我们在视频中看到的行为可能是由于样品中的缺陷,意味着只有部分样品具有超导性。
因此,现在说我们已经得到了关于室温超导性的令人信服的证据为时尚早。
接下来会发生什么
目前,我们对LK-99的了解仅来自两篇arXiv论文,这些论文尚未经过同行评审。两篇论文呈现了类似的测量结果,尽管呈现方式不太常规。然而,内容和作者之间存在一些差异,这并不令人信服。
那么现在会发生什么呢?科学的进程开始运转。
专家们将仔细审查这些论文。其他实验室的研究人员将尝试复制论文中描述的实验,并查看他们是否能够得到室温超导体。
这些关键步骤对于确立LK-99声明的有效性和可靠性是必要的。如果这些声明得到验证和确认,它可能标志着过去几十年来物理学和材料工程领域最重大的突破之一。
然而,在这项研究经过严格的审查和测试之前,我们应该谨慎对待这些声明。我们都将怀着极大的兴趣等待验证过程的结果。