说李石培和金智勋1999年就偶然发现了铅磷灰石中超导的微弱迹象
栏目:公司新闻 发布时间:2024-01-11
中国科学院给韩国室温超导LK-99判了死刑?昨天针对LK-99的复现实验,又有了大量论文出现,其中最引人注目的一篇是中科院物理所的,一些人甚至惊呼,这简直是给LK-99判了死刑,还有人称,室温超导就是一场——骗局,大家都赶快散了吧。那么L



中国科学院给韩国室温超导LK-99判了死刑?昨天针对LK-99的复现实验,又有了大量论文出现,其中最引人注目的一篇是中科院物理所的,一些人甚至惊呼,这简直是给LK-99判了死刑,还有人称,室温超导就是一场——骗局,大家都赶快散了吧。

那么LK-99真的被判了死刑,真的无法实现室温超导了吗?

LK-99室温超导或是硫化亚铜作祟

中科院物理所和北京大学8月8日在arXiv上发表了一篇论文,发现LK-99材料所谓的电阻陡降,可能是产生于杂质,而不是超导。



此前韩国研究人员在arXiv上提交了两篇发现室温超导体LK-99的论文,在第一篇中提到检测到了少量硫化亚铜(Cu2S)杂质,虽然是轻描淡写,但现在看来,这可能才是整个LK-99热潮中,最大的关键!

韩国团队判断LK-99室温超导的依据,主要是悬浮现象(迈斯纳效应),以及在377K左右电阻率突变,且在一定范围内接近零。

而这也是LK-99室温超导引发广泛质疑的原因,因为半悬浮无法证明就是迈斯纳效应,而电阻没有降为零,也无法证明其超导。

中科院研究人员因而怀疑,会不会是硫化亚铜杂质导致的电阻陡降呢?

该团队通过在空气和真空中退火,利用韩国团队的方法合成了两种LK-99材料,发现两个样本中的硫相对含量分别为5%和70%,然后再对比纯硫化亚铜进行测量,结果发现:

纯硫化亚铜在385K附近发生一阶结构相变,导致电阻率急剧下降3-4个数量级,这个相变温度与韩国论文中LK-99的“超导相变”温度(378K)非常接近!



而含有杂质的两个制备样品,也在370K左右也表现出类似的电阻率陡降,但并未达到零电阻,并且在磁化率曲线上也观察到热滞后现象,说明这个相变为一阶。



硫相对含量70%的S2样品,在2K-400K的温度范围内,都表现出抗磁性,并在375K时发生相变。



所以中科院的团队认为,LK-99中的类超导行为很可能源于硫化亚铜的一阶结构相变引起的电阻率陡降,建议韩国团队在冷却和升温过程中,对LK-99进行电阻率测量,以确定是否存在热滞后,从而确定相变的性质。

我感觉中科院的这篇论文非常详实,非常有说服力,对LK-99的室温超导前景确实非常不利,可能是迄今为止最接近证明LK-99不是室温超导材料的最有力的一个证据。

因为韩国团队的论文中没有明确表明测到电阻率为零,只是在一定的温度范围内接近于零。而目前复现实验中,唯一测到电阻为零的是东南大学,他们在110K(-163.15℃)测到自己制备的LK-99材料电阻接近于零,但引发了一些质疑。

比如麻省理工学院的凝聚态物理学家埃文·扎利斯·盖勒(Evan Zalys-Geller)就认为,他们的电阻测量不够灵敏,无法区分超导体和铜等低电阻金属。

所以从目前的复现实验来判断,如果下一步没有更有力的复现证据出来,LK-99的疑似室温超导前景确实有些不妙。

对了,中科院论文中还有一句话,可能会给LK-99的死刑判决加上更关键的证据,只是现在似乎没有人注意到。

可能是最关键的一句话

这句不太显眼的话放在括号里面,似乎不是很重要,却让我想起了韩国团队实验中,最有趣的一个场景,之前我曾称之为一旦LK-99的室温超导性得到证实,这个故事可能会像苹果砸中牛顿一样被广为传颂。

这个故事是网上流传的LK-99的研发历史,说李石培和金智勋1999年就偶然发现了铅磷灰石中超导的微弱迹象,他们称之为“机器中的幽灵”,但直到2017年导师去世叮嘱他们继续研究下去后,他们才开始筹钱重新研究。

到2020年的时候,金智勋在制备材料取出石英胶囊放到秤上时,肘部偶然撞到桌子,导致胶囊出现裂缝,因而氧气得以进入胶囊,振动促成了铅磷灰石晶体结构的形成,让“机器中的幽灵”变成了巨大魔鬼——此前发现的微弱超导信号出现了巨大的峰值,最终发现了LK-99的“超导性”。

而中科院物理学局的报告中有一句话,制备黄铅矿(Lanarkite)Pb2(SO4)O时,“在空气和真空退火会影响最终产品中硫化亚铜的含量”,你看到什么激动人心的关键没有?

金智勋因为肘部振动导致胶囊出现裂缝,引入氧气促成铅磷灰石晶体的形成,可能不是发生在最后阶段,而是在制备前驱体Pb2(SO4)O时,这时候退火是在真空中还是空气中,会让最终产品LK-99中硫杂质含量发生变化,因而可能产生不同的结果。或许就是在这个过程中,机器的幽灵变成了巨大的魔鬼?

不过我在中科院的论文中,没有看到哪个样品是真空中退火,哪个是空气中退火的,而在论文中两个样品的电阻测量也有差异,所以或许可以从这里再好好地发掘一下?这个才是关键中的关键?

如果真是这样的话,LK-99的死刑判决可能就没有什么意义了。

但这并不意味着室温超导就被判处了死刑。

目前在常压下温度最高的超导材料是汞、钡和钙的铜酸盐,约为133 K(−140 °C),高压下的最高的则是氢化镧250K(-23℃)。即使这次LK-99彻底受挫,也不会让科学家们就此止步,而更可能是在这次全球关注的热潮下,让更多的精力和财力投入室温超导体的研究,最终为将人类文明的发展送上一个新的台阶。



本文由重庆弘彩电子材料有限公司提供