开启新纪元？韩团队发文称合成室温超导，中科院物理所“前排吃瓜”

　　7月22日，韩国研究团队发布论文，声称合成了全球首个常压室温超导，临界温度为127℃。论文一经公布，便在网络上引发了热烈讨论。

　　图/ arXiv论文网站

　　科学家每次在超导材料上的突破都备受关注，那么超导材料到底能干吗？韩国的研究都说了啥？一文教你怎么吃上超导的瓜！

　　韩团队称发现超导体

　　“或开启人类新纪元”

　　今年以来，先有美国在三月份宣布发现室温超导新材料，后有韩国科学家合成127℃超导材料，中间还有我国科学家实现液氮温区超导，各国科学家频繁发力的超导材料到底是个啥？

　　简单来说，“超导”是指导体在某一温度下，电阻为零的状态。

　　当超导体电阻为零时，可以无损耗地输电；也可以很方便地产生强大的磁场，用来做医院里的核磁共振……像这样类似的应场景还有很多，可以说超导体与我们的生活息息相关。

　　图/论文截图

　　简单梳理该团队的成果，在常压条件下，一种改性的铅磷灰石（LK-99）能够在400K（约127℃）以下表现为超导体。

　　如果该成果被验证为真，那么该团队将大大拓宽超导材料可应用的温度区间，人类将进入“超导时代”，能源、交通、量子计算等多领域有望迎来根本性变革。

　　该研究团队自己的研究评价称，“我们相信，我们的新进展将是开启人类新纪元的全新历史事件”。

　　3小时内连发两篇论文

　　作者：实验样品仍有瑕疵

　　针对全球首个常压室温超导，韩国团队实际上连发了2篇论文。有意思的是2篇论文发布时间差不到3小时，且两篇文章作者人数不同，仅有两位重合。

　　第一篇提交于7月22日7时51分，广受关注的第二篇论文则于7月22日10时11分提交。

　　图/ arXiv论文网站

　　上述第二篇论文的作者之一、美国威廉与玛丽学院的物理学教授Hyun-Tak Kim在接受采访表示，第一篇论文里存在“许多缺陷”，并且未经他的允许就被上传了。

　　值得一提的是，研究团队还专门上传了一段视频，以证明LK-99在磁铁上悬浮的情况，这也就是迈斯纳效应，该效应是证明材料超导的重要现象。

　　LK-99在磁铁上出现迈斯纳效应。图/实验团队视频截图

　　根据视频内容显示，它的悬浮情况并不完美，仍有一边似乎接触磁铁。就该情况，Hyun-Tak Kim称，这表示样品并不完美，只有一部分成为超导体并表现出迈斯纳效应。

　　室温超导乌龙频频

　　中科院物理所：真假不难验证

　　室温超导领域的学术乌龙并不罕见。早在今年3月，因为室温超导引发学术风波的Ranga Dias，此前论文也被撤稿。

　　2020年10月，Dias团队在《自然》杂志上发表论文，宣称将超导临界温度提升至15℃，最终因论文数据处理不合规在两年后被撤稿。

　　而这次韩国团队的论文发表在预印本网站arXiv上，该网站发布论文的门槛很低，论文往往是鱼龙混杂，质量难以得到保证。

　　所以这次韩国的室温超导到底是真是假？

　　7月27日，中科院物理所发文表示，“这次室温超导的真假并不难验证。按韩国作者的说法，最快三天就能制备出一批样品。全世界已经有很多研究组在快马加鞭了。大概下周，初步的验证结果就可以公布。”

　　图/中科院物理所微信公众号

　　“如果是真的，超导领域将会天翻地覆；如果是假的，这个闷热的夏季就又多了一件吃瓜的乐事。”

　　韩国团队的室温超导材料是李逵还是李鬼，下周就能见分晓。大家一起搬好小板凳，快来评论区在线吃瓜！

　　潇湘晨报综合报道

　　延伸阅读

　　闻海虎谈“韩国室温超导论文”：不像超导，正重复实验

　　第一篇韩国室温超导材料论文中展示的LK-99材料（右上）

　　就近日人们热议的“若真立即能拿诺奖的‘韩国室温超导材料LK-99论文’”，7月28日，南京大学物理学院教授闻海虎接受采访的时候向澎湃科技表示，“真的很热闹，但也不奇怪的，因为这个事情很重要。”“大部分（热议）人都不是做超导的。”“我们仔细分析了他们的数据，从三个方面——电阻、磁化和所谓的磁悬浮，都不足以说明它是超导现象（材料）。”“我们判断（它所谓的超导）极有可能是个假象。”

　　主要从事高温超导材料和物理问题研究的南京大学物理学院教授闻海虎

　　对于重复实验，闻海虎表示，“其实我们都不想做，因为我们判断它不像超导，后来也派了一个同学在做着。国际上很多组都在重复。凭我们的经验看，（目前论文公布的数据）不足以说明它是超导。”

　　是否真的存在一种材料能够在常温常压下进入超导状态？

　　闻海虎表示，不排除存在。“但是这是很远大的一个目标，至于在我们有生之年能不能看见，不知道。所以现在韩国的结果出来，大家都很兴奋。如果是真的，大家都很高兴。但是目前的证据不足以证明它是超导材料。”

　　对于网传中国科学院物理研究所复现了前述韩国科研论文的结果，闻海虎表示，目前没看见结果，即便是复现，也不能说明它是超导材料，除非判断超导的证据非常明确。“这个材料很容易（重复做出来）做到，我估计两三天以后，比如下个星期，很多组都做出来（结果）了，（然后）马上就能够判断是不是超导的。”

　　27日，中国科学院物理研究所微信公众号回复相关留言称，“目前没有完成相关实验的消息，请以公开发表的论文为准。”

　　立即能拿诺贝尔奖的世界首个室温常压超导材料？

　　7月22日7时51分，一篇题为《首个室温常压超导体》（The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor）的研究文章在预印本网站arXiv上公开。

　　该论文由韩国高丽大学教授权永万（Young-Wan Kwon）上传。

　　该论文的第一作者Sukbae Lee与第二作者金智勋（Ji-Hoon Kim）均为韩国量子能源研究中心（Quantum Energy Research Centre）的研究人员，但该公司的官网目前因访问人次过多被封锁。

　　权永万是前述论文的第三作者。

　　“我们在世界上首次成功合成了在常压下工作的室温超导体（Tc≥400 K，127℃），其结构为改性铅磷灰石（LK-99）。”前述文章称，“临界温度 (Tc)、零电阻率、临界电流 (Ic)、临界磁场 (Hc) 和迈斯纳效应证明了LK-99的超导性”。

　　而在上述论文发表的2.5小时后，7月22日10时11分，同一主题的另一篇论文《超导体 Pb10-xCux(PO4)6O 在室温和大气压力下的悬浮现象及其机理》（Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism）也被提交至arXiv网站。与稍早前公开的论文相比，后者被认为更严谨，对材料样品的制备过程描述更为详尽、充分，不过部分注释还是韩语。

　　第二篇论文有6名署名作者，权永万被排除在署名作者之列，并被认为是因为“内讧”，才导致仓促上传了两篇论文。

　　第二篇论文由第三作者美国威廉玛丽学院（College of William & Mary）的物理学研究教授金铉德（Hyun tak Kim）上传。该论文与第一篇论文有相同的第一、第二作者，但第二篇论文的其余三名作者是林圣妍（Sungyeon Im）、安秀敏（SooMin An）、欧根浩（Keun Ho Auh）。

　　前述两篇论文的“主角”——LK-99，是一种铜掺杂的铅磷灰石。其中，铜掺杂的比例在0.9-1.1之间。

　　“炼制”LK-99的材料的方法

　　第二篇研究论文给出了它详细的合成步骤，被网友戏称为“炼丹”：“第一步，通过化学反应合成黄铅矿……；第二步，合成磷化亚铜晶体……；第三步，将黄铅矿和磷化亚铜晶体研磨成粉末，并在坩埚中混合，然后密封入晶闸管中，真空度为10^-3托（torr，相当于毫米汞柱）。将装有混合粉末的密封管在925摄氏度的炉子中加热5-20小时。在此过程中，混合物发生反应，并转化为最终材料。”

　　为表明实验结果可靠，7月26日凌晨3时31分，金铉德上传了一则视频，视频显示：将一个不规则的类圆柱薄片放在磁铁上方，可以明显看到薄片一侧翘起、悬空，呈“部分悬浮”。目前视频浏览量已超73万人次。

　　此外，公开资料显示，前述研究人员早在2022年8月已为LK-99申请了国际专利，并于2023年3月被授予专利。

　　韩国量子能源研究中心官网显示，该公司的“总公司及企业附属研究所位于韩国首尔市松坡区松路23街46-24号B1层。谷歌地图2023年3月更新的街景图片显示，该地址为一栋四层平房，一楼是一家室内装饰店。

　　不是真正的磁悬浮

　　闻海虎现任南京大学物理学院教授、美国物理学会会士(APS Fellow)，主要从事高温超导材料和物理问题研究，此前因高温超导体磁通动力学研究获得国家自然科学二等奖，因在铁基超导研究方面的贡献获得国家自然科学一等奖。

　　3月15日，距离美国罗切斯特大学教授朗加·迪亚斯（Ranga Dias）在美国物理学会年会上宣布发现高压室温超导材料并公布数据仅8天，闻海虎带领的团队就公布重复实验结果，推翻了迪亚斯等人的室温超导研究结果，引发轰动。

　　闻海虎教授团队的前述研究结果5月11日在线发表在《自然》（Nature）杂志上：他们制备的氮掺杂的镥氢化物（又称镥-氢-氮化合物）没有表现出近常压室温超导性。

　　2023年7月28日，闻海虎向澎湃科技表示，前述论文及其视频中展示所谓磁悬浮，看起来也不像真正的超导磁悬浮，“没悬起来，还是（需要）有一个支撑点，所以它不是‘超导磁悬浮’，要么是一个铁磁——有一点铁磁性的材料构成的、一个假的看起来像磁悬浮的，或者是一个（含）有一点点抗磁性的材料，但不是‘超导抗磁’的一个悬浮。因为它跟超导的磁悬浮完全不一样。”

　　“部分悬浮”的LK-99（下）

　　闻海虎告诉澎湃科技，判断一个材料是不是超导材料，要看它能不能进入超导状态。“你的电阻要测的很好，要真正到0，然后磁化要真正测到迈斯纳态，而不是说看到一个负的抗磁信号，就说是迈斯纳态，因为有可能是测错了，有可能是这个材料本身就抗磁。”

　　闻海虎解释说，当进入超导态的时候，超导材料不允许任何磁场进入到体内，把磁场全排到体外，这被称为迈斯纳效应。因为它要维持它内部电子形成的“有序社会”的干净程度，因为它的电子两两配对，形成了新秩序，很“团结”，不希望磁场来破坏它们的“团结度”。

　　“但磁悬浮不是迈斯纳效应。”“如果是仅仅测一个像韩国论文中说有抗磁，说就是迈斯纳态，未必的。有时候仪器会骗你，仪器本身会造成假象，人如果相信，人就被骗了，就认为是超导了，但是经常做超导磁性质研究的人知道怎么去辨别。”闻海虎说。