韩国科学家声称研究出常温常压超导体？人类研究超导体的历史？

2023年7月，韩国科学家团队声称他们发现了一种在室温和常压下的超导体，名为LK-99。韩国团队发表了两篇相关论文。

韩国团队论文

论文的主要内容如下：

1， 这篇文章的主要内容是关于韩国的研究人员合成了世界上第一个在常压下工作的室温超导体。这种超导体被称为LK-99，其临界温度至少为400 K（127°C）。LK-99的超导性质是由于在Pb(2)-磷酸盐的绝缘网络中，Cu2+取代了Pb2+(2)离子，导致了轻微的体积收缩。这产生了压力，扭曲了圆柱形的界面，从而在界面上创建了超导量子井（SQWs）。LK-99的独特结构使得微小的扭曲结构能够在界面上保持，使其能够在室温和常压下保持并展示超导性。
2，这两篇文章发表在arXiv上发表的预印本，arXiv是一个在线的预印本库，让科学家可以在同行评审过程完成之前分享他们的研究成果。arXiv上的文章通常会在后续的时间里被提交到科学期刊进行正式出版。关于arXiv的权威性，它是由康奈尔大学维护的，被全球的科研人员广泛使用，尤其在物理学、数学、计算机科学、定量生物学等领域。虽然arXiv上的文章没有经过同行评审，但是它仍然是一个重要的科研资源，因为它让科研人员能够迅速地分享和获取最新的研究成果。
3， 这项研究涉及到的材料合成和特性测量都需要精密的实验技术和深入的理论理解。例如，他们使用了X射线光电子能谱（XPS）来分析材料的化学状态，这需要精确的仪器操作和数据解析。
此外，他们的研究涉及到的超导现象是一个复杂的物理过程，需要对量子力学和固体物理有深入的理解。他们提出的超导机制是基于在Pb(2)-磷酸盐的绝缘网络中，Cu2+取代了Pb2+(2)离子，导致了轻微的体积收缩，这是一个非常细微的效应，可能在之前的研究中被忽视了。

超导体研究风波

然而，这个声明受到了科学界的广泛质疑，因为超导体领域有许多过去的声明在经过仔细检查后被证明是错误的。例如，1987年，一种名为YBCO的化合物被发现是高温超导体，一些研究人员认为他们看到了该化合物在室温下产生超导性的迹象，但这些迹象在进一步检查后消失了。其他一些曾经被认为有前景的失败案例包括铝和碳的夹层、氯化铜、基于氨的化合物等，所有这些都曾经暗示过室温超导性，但最终都被证明是幻影。

罗切斯特大学的物理学家Ranga Dias参与了超导体研究的重要工作。以下是他有争议性工作的总结：

Dias的室温超导性和金属氢研究因可重复性问题而受到争议和审查。2020年，Dias在Nature杂志上发表了一篇关于碳硫化氢室温超导性的论文，但在2022年被撤回。尽管Dias和合著者Salamat否认了不当行为的指控，罗切斯特大学的三次调查也未发现不当行为的证据。

然而，佛罗里达大学的物理学家James Hamlin指控Ranga可能在他2013年的博士论文中复制了一篇2021年论文的数据。此外，Hamlin发现Ranga的博士论文中有40%的内容抄袭自他自己的博士论文。研究伦理学家Lisa Rasmussen的分析表明，确实存在明显的抄袭。
2023年3月，Quanta杂志的一位记者发现Dias在一次YouTube讲座中声称他的初创公司Unearthly Metals筹集了2000万美元，并列出了包括OpenAI和Spotify的CEO在内的投资者。然而，Dias的代表随后撤回了这些声明，称它们是“有抱负的”。
2023年4月，ChemComm杂志上发表了一篇关于Dias的CSH超导性结果的部分复制的论文的评论。评论声称这些数据有可能并非在实验室中测量得出。
2023年5月11日，南京大学的一组在Nature杂志上发表的论文表明，他们能够制造出Ranga和他的同事们报告的掺氮钌化氢化合物，但他们并未观察到近常温的超导性。
2023年7月25日，宣布Dias是合著者的一篇2021年在Physical Review Letters上发表的论文将因涉嫌数据伪造而被撤回。该杂志委托四名独立的审稿人进行调查，并得出了数据伪造的结论，要求立即撤回该论文。

超导体研究的历史

超导体的研究历史悠久且引人入胜，以下是一些主要的里程碑事件：
1911年，荷兰物理学家海克·卡梅灵·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）在水银中发现了超导性。此后，人们发现了许多其他的超导材料，并发展了超导性的理论。

1933年，瓦尔特·迈斯纳和罗伯特·奥克森菲尔德发现超导体会排斥施加的磁场，这一现象被称为迈斯纳效应。

1957年，约翰·巴丁、利昂·库珀和罗伯特·谢里夫提出了完整的超导微观理论，即BCS理论，解释了超导电流是由通过交换声子相互作用的电子对（库珀对）形成的超流体。

1986年，J. Georg Bednorz和K. Alex Mueller发现了一种基于镧的铜氧化物钙钛矿材料的超导性，其转变温度为35 K，这是第一个高温超导体。

2001年，镁二硼化物（MgB2）的超导性被发现，其Tc = 39 K。

2013年，使用红外激光短脉冲改变材料的晶体结构，实现了YBCO的室温超导性，但只持续了皮秒级。

超导体的应用前景

超导体的独特性质使其具有广泛的应用前景，这也是为什么人类对超导体如此着迷。以下是一些主要的原因：
无电阻：超导体在低于临界温度时，电阻为零，电流可以无损耗地流动。这意味着电力可以在长距离内无损耗地传输，极大地提高了电力传输和使用的效率。

强磁场：超导体可以产生强大的磁场，这在医疗成像（如MRI）、粒子加速器和磁悬浮列车等领域有着广泛的应用。

量子计算：超导体是实现量子计算的关键技术之一。超导量子比特（qubit）是量子计算机的基础，它利用了超导体的量子性质。

能源存储：超导体可以用于制造无损耗的能源存储设备，如超导磁能存储（SMES）。

敏感仪器：超导体可以用于制造极其敏感的磁场和电流探测器，如SQUID（超导量子干涉仪）。
如果能实现室温超导，那么这些应用将更加广泛和实用，因为现有的超导材料需要在极低的温度下才能工作，这大大限制了它们的应用。因此，人们对超导体的研究充满了期待和热情。

换句话说，如果超导体能够得到突破，能够广泛的应用在人们的日常生活中，我们整个人类的文明将会上升一个大台阶，达到一个前所未有的高度！