室溫超導有多瘋狂?(圖)
【看中國2023年8月7日訊】超導是什麼?室溫超導又是什麼?不懂?如果說室溫超導是現代物理學的一座聖盃,韓國人的實驗已經讓這座聖盃沸騰了。
一週之前可能沒有人明白室溫超導,作為中國科普超級平臺的A股,如今已經讓室溫超導這個概念傳遍萬家。伴隨著各國實驗百花齊放,室溫超導將繼AI後,再次成為顛覆性的科技革命,將人類帶入一個新的科技時代。
超導體是能以零損耗傳導電流的材料,現在國內的超導體通常都需要被冷卻到零下196度左右的極低溫,還需要施加極高的壓力才能成為超導態。那麼常溫常壓超導簡直就是一項科幻技術,能在常溫下讓電子飛快通過,沒有電阻,沒有能量消耗。常溫超導將對能源系統、信息處理與傳輸系統、醫療檢測、高速交通、可控核融合等領域帶來顛覆性的革命。
至少,現在的股民們已經被改變了。
為啥?因為韓國人在7月22日上午,陸續將兩篇預印本論文在網上提交了,核心就是一種命名為LK-99的銅摻雜鉛磷石灰材料擁有「室溫+常溫」超導能力,系全球首款室溫常壓超導材料。美國人曾經數次發表論文,說搞出室溫超導材料,都沒有讓人們看到實驗結果。韓國人的實驗簡直就是鐵鍋燉,跟中國古代道士們在煉丹爐旁邊拉風箱就獲得仙丹一樣神奇。
顛覆性技術最重要的一點就是可復現。中國的科學家們很快就提交了論文。北航的研究團隊得到LK-99樣品,其X射線衍射譜和韓國團隊一致,但無法檢測到巨大抗磁性,也沒有觀察到磁懸浮現象,實驗結果是沒有發現LK-99的超導性。實驗也並非一無所獲,從電輸運性質看,LK-99更像是半導體;從電阻率看,LK-99不可能零電阻完成電子的穿越。
北航的實驗並沒有淹沒股市的激情。西部超導、法爾勝、百利電氣等股票大漲,整個超導產業鏈都熱得發燙,股民們都在討論常溫超導技術實現後,銅、鉛、磷等礦石上游原材料,以及下游的能源、醫療、交通等應用領域的產業鏈超級市場。華中科技大學團隊的實驗更堅定股民們的樂觀,因為華科團隊在LK-99復現實驗中找到了一個小黑點。
別笑,實驗室的一個小黑點,往往是人類前進的一大步。
華科團隊合成的LK-99晶體雖然只是在顯微鏡下的一個小黑點,直徑以微米計算,但是將一塊汝鐵硼磁體放在其下,小黑點隨著汝鐵硼磁體的靠近和遠離,不停地倒下或立起,無論是S極還是N極,均產生上述反應,即排斥和磁極無關,顯現出抗磁性。華科團隊目前獲得的是幾十微米的樣品,只是驗證了邁斯納效應,要測電阻,還需要體積更大的樣品。
華科團隊的復現只是一個開始,韓國人到底是不是簡單而粗糙的煉丹呢?7月31日,美國頂級實驗室勞倫斯伯克利國家實驗室發表論文,表示其使用了密度泛函理論和GGA+U方法進行計算,最終發現銅的取代導致極其狹窄的平坦帶出現在費米能級。平坦帶跟電子密度關係密切,費米能級是一個能量基準,凡是處於這一能帶中的電子越多,超導溫度就越高。
美國人的論文從理論上支持了LK-99具有常溫超導能力,可美國人認為實際合成LK-99有一定難度。中國科學院瀋陽材料科學國家實驗室進行計算,結果顯示,在費米能級附近,同樣有平坦帶的出現,而未被銅原子取代的鉛磷石灰結構,則是絕緣的。美國泰吉量子欲與韓國人爭奪室溫超導第一,他們說自己搞出一種石墨烯泡沫的室溫超導材料,只是易碎。
在韓國人之前,以美國為首的多位科學家都提出過室溫常壓超導的理論,都沒有成功復現。復現將是證明韓國人能不能捧起現代物理學聖盃的關鍵。沸騰的股民們堅信,尖端科技往往只需要古老而樸素的煉丹模式就可能成功。不過,從人工智慧到室溫超導,顛覆性技術的不斷湧現,是一個時代的幸運,無論是鐵鍋燉,還是頂級實驗室,成功才是人類最大的希望。
(文章僅代表作者個人立場和觀點)