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多機(jī)構(gòu)復(fù)現(xiàn)室溫超導(dǎo)獲樂(lè)觀結(jié)果,國(guó)內(nèi)外更多論文公布,但請(qǐng)理性:零電阻更關(guān)鍵

發(fā)布人:機(jī)器之心 時(shí)間:2023-08-03 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

還得加急再燒一爐。

如今整個(gè)科技領(lǐng)域,最為熱門(mén)的概念絕對(duì)是室溫超導(dǎo),LK-99。
自韓國(guó)公布最新室溫超導(dǎo)的兩篇研究之后,整個(gè)科技領(lǐng)域都在角逐這一物理學(xué)圣杯。

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昨天,美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)研究員 Sinéad Griffin 使用美國(guó)能源部的計(jì)算能力進(jìn)行模擬,稱(chēng)已經(jīng)為銅摻雜鉛磷灰石的超導(dǎo)性找到了理論基礎(chǔ)。這一消息引起了科技圈極大的關(guān)注與討論。
數(shù)小時(shí)后,中國(guó)實(shí)驗(yàn)室也公開(kāi)室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)的一個(gè)重磅消息:華中科技大學(xué)材料學(xué)院成功首次驗(yàn)證合成了可以磁懸浮的 LK-99 晶體。
據(jù)稱(chēng),華中科技大學(xué)材料學(xué)院博士后武浩、博士生楊麗,在常海欣教授的指導(dǎo)下,成功首次驗(yàn)證合成了可以磁懸浮的 LK-99 晶體,該晶體懸浮的角度比李碩裴(Sukbae Lee)等人獲得的樣品磁懸浮角度更大,有望實(shí)現(xiàn)真正意義的無(wú)接觸超導(dǎo)磁懸浮。
視頻鏈接:https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS/
研究人員制成的樣品很小,只有幾十微米。

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使用汝鐵硼磁鐵放在材料下,NS 極均可以讓材料展示抗磁性:

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短短公布兩個(gè)小時(shí)后,該視頻在 B 站上瀏覽量就達(dá)到 60 萬(wàn),獲得了叔叔陳睿的關(guān)注,目前瀏覽量已超過(guò) 670 萬(wàn)。甚至該視頻在海外都引起了極大的關(guān)注與歡呼。
但是,視頻作者也表示,目前只驗(yàn)證了邁斯納效應(yīng),還未測(cè)電阻 —— 零電阻才是超導(dǎo)的最佳證據(jù)。目前合成成功的晶體非常小,實(shí)在是不敢動(dòng)(不敢用來(lái)測(cè)試數(shù)據(jù))。
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所以,他們正在加急再燒一爐。
從上周韓國(guó)室溫超導(dǎo)論文發(fā)布以來(lái),國(guó)內(nèi)眾多實(shí)驗(yàn)室都在跟進(jìn)復(fù)現(xiàn),不過(guò)此前的結(jié)果偏向于悲觀。華科的這一復(fù)現(xiàn)結(jié)果公布,可以說(shuō)是十分振奮人心。
華中科技大學(xué)材料學(xué)院教授常海欣已向媒體證實(shí),當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)的確出自所屬團(tuán)隊(duì)。
其他實(shí)驗(yàn)室跟進(jìn)
昨天晚些時(shí)候,很快又有其他實(shí)驗(yàn)室傳出了樂(lè)觀的復(fù)現(xiàn)結(jié)果。
很早就引來(lái)萬(wàn)人圍觀的中科大團(tuán)隊(duì),昨晚 8 點(diǎn)在知乎上更新了 LK-99 材料燒制的結(jié)果,其中很小的一塊展現(xiàn)出了抗磁性。

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曲阜師范大學(xué)的研究人員在昨晚 9 點(diǎn)通過(guò)視頻展示了材料抗磁性的結(jié)果。

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視頻來(lái)源:https://www.bilibili.com/video/BV1CN411Y7Qh/
作者表示,聽(tīng)聞韓國(guó)團(tuán)隊(duì)石英管破裂產(chǎn)生超導(dǎo)的操作,我們正好也有類(lèi)似的「誤操作」。把樣品敲碎后部分小顆粒放到釹鐵硼磁鐵上剛好展現(xiàn)了抗磁性,但看起來(lái)跟石英管是否破碎應(yīng)該沒(méi)有關(guān)系。對(duì)于目前的室溫超導(dǎo)探索,請(qǐng)大家保持理性,是否是超導(dǎo)從專(zhuān)業(yè)角度還需進(jìn)一步驗(yàn)證和確認(rèn)!
同樣因?yàn)槟壳矮@得的材料太小,研究人員沒(méi)有直接測(cè)量電阻。
在這些實(shí)驗(yàn)中材料展現(xiàn)的邁斯納效應(yīng),是超導(dǎo)體從一般狀態(tài)相變至超導(dǎo)態(tài)的過(guò)程中對(duì)磁場(chǎng)的排斥現(xiàn)象,超導(dǎo)體內(nèi)的磁通量將全部被排出體外,磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為零。這被認(rèn)為是超導(dǎo)體的一個(gè)重要特征。
理論驗(yàn)證的進(jìn)展
昨天伯克利實(shí)驗(yàn)室的研究是第一個(gè)從理論角度解讀 LK-99 可行性的研究,在提交 arXiv 之后獲得了人們的廣泛討論。在意見(jiàn)的交鋒過(guò)后,人們更普遍認(rèn)為:它并不是此類(lèi)物質(zhì)具有超導(dǎo)性的強(qiáng)烈信號(hào)。
其實(shí),昨天國(guó)內(nèi)中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心的一篇論文《First-principles study on the electronic structure of Pb10?xCux (PO4) 6O (x=0, 1)》,也從理論計(jì)算了 LK-99 室溫超導(dǎo)的可能性。
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有趣的是,研究人員認(rèn)為在考慮的摻雜元素中與銀相比,金表現(xiàn)出與銅更相似的摻雜效應(yīng)?!肝覀兊墓ぷ鳛槲磥?lái)研究 LK-99 獨(dú)特電子結(jié)構(gòu)在超導(dǎo)電性中的作用打下基礎(chǔ)?!?/span>
鏈接:https://arxiv.org/abs/2307.16040
這只是個(gè)開(kāi)始。今天在 arXiv 的凝聚態(tài)物理分區(qū),有西安西北大學(xué)、TU Wien、科羅拉多大學(xué)博爾德分校的論文試圖對(duì) LK-99 室溫超導(dǎo)提供理論向的支持。
其中西北大學(xué)物理學(xué)院教授司良等人的研究《Electronic structure of the putative room-temperature superconductor Pb_9Cu (PO_4)_6O》其中說(shuō)道:「電子結(jié)構(gòu)可能支持平帶超導(dǎo)性或相關(guān)增強(qiáng)的電子 - 聲子機(jī)制,而沒(méi)有超導(dǎo)性的抗磁體似乎與我們的結(jié)果相當(dāng)不一致?!?/span>
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即論文特別指出:超導(dǎo)體比沒(méi)有超導(dǎo)性的抗磁體更有可能出現(xiàn)。
論文鏈接:https://arxiv.org/abs/2308.00676
科羅拉多大學(xué)博士后 Rafal Kurleto 等人的研究《Pb-apatite framework as a generator of novel flat-band CuO based physics, including possible room temperature superconductivity》則基于 DFT 計(jì)算研究 KL-99 的電子結(jié)構(gòu),認(rèn)為其在費(fèi)米能級(jí)上具有非常高的電子態(tài)密度(DOS),作者認(rèn)為這可以成為新型電子物理的基礎(chǔ),包括潛在的室溫超導(dǎo)性。
論文鏈接:https://arxiv.org/abs/2308.00698
但還是那句話(huà),能不能實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo),還是需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。
萬(wàn)眾矚目
人們對(duì)于室溫超導(dǎo)的期待程度越來(lái)越高,在 B 站和知乎上相關(guān)話(huà)題的熱度一直不減。雖然目前的研究?jī)H僅是幾小步,但已無(wú)法阻止大家對(duì)未來(lái)科技爆炸展開(kāi)暢想了。

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截圖自 B 站評(píng)論區(qū)。

對(duì)常溫超導(dǎo)的關(guān)注,早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了物理研究圈子,可以說(shuō)吸引了全球的目光。
OpenAI 首席執(zhí)行官山姆?奧特曼表示:上個(gè)月我們還在吃扎克伯格與馬斯克線(xiàn)下約戰(zhàn)的瓜,現(xiàn)在卻因?yàn)榭赡艹霈F(xiàn)的室溫超導(dǎo)而興奮,全都回來(lái)了?

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在昨天伯克利實(shí)驗(yàn)室 Sinéad Griffin 的論文提交之后,社交網(wǎng)絡(luò)上「we are so back」刷了屏,看來(lái)奧特曼也是其中的一員。
天風(fēng)國(guó)際證券分析師,著名的「蘋(píng)果爆料王」郭明錤也加入戰(zhàn)局,他于今天凌晨表示,雖然常溫常壓超導(dǎo)的商業(yè)化進(jìn)程還遠(yuǎn)不能指望,但若真能實(shí)現(xiàn),計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子領(lǐng)域的產(chǎn)品將會(huì)經(jīng)歷顛覆性變革。
圖片「即便是小如 iPhone 的移動(dòng)設(shè)備,也能擁有量子計(jì)算機(jī)級(jí)別的計(jì)算能力?!?/span>
當(dāng)然隔行如隔山,需要知道的是,科技領(lǐng)域?qū)<覍?duì)于凝聚態(tài)物理的新聞?wù)J知程度也是有限的。
我們會(huì)持續(xù)關(guān)注這項(xiàng)科技的進(jìn)展。
參考內(nèi)容:https://www.zhihu.com/question/613850973/answer/3136586869


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