A spectacular superconductor claim is making news. Here’s why experts are doubtful 2023年7月27日下午5:45 BY:ADRIAN CHO

本周，社交媒體對一種新的超導體的說法感到不安，這種超導體不僅能遠高于室溫，而且能在環(huán)境壓力下工作。如果為真，這一發(fā)現(xiàn)將是凝聚態(tài)物理學有史以來最大的發(fā)現(xiàn)之一，并可能帶來各種技術奇跡，例如懸浮車輛和高效的電網(wǎng)。然而，兩篇相關論文,由韓國Sukbae Lee和Ji-Hoon金發(fā)布到arXiv預印服務器上’7月22日，美國量子能量研究中心及其同事缺乏細節(jié)，讓許多物理學家持懷疑態(tài)度。研究人員沒有回應科學’征求意見。 “他們是真正的業(yè)余愛好者，”阿貢國家實驗室的理論家邁克爾·諾曼說。“他們對超導和他們的方式了解不多’我提供的一些數(shù)據(jù)是可疑的?！绷硪环矫妫f，阿貢和其他地方的研究人員已經(jīng)在嘗試復制該實驗。 “這里的人們正在認真對待它，并試圖種植這種東西?！币晾Z伊大學厄巴納-香檳分校的凝聚態(tài)物理學家納迪亞·梅森說，“我感謝作者收集了適當?shù)臄?shù)據(jù)，并清楚他們的制造技術。”盡管如此，她還是警告說，“數(shù)據(jù)似乎有點草率?！? 1.什么是超導體？ 超導體是一種可以傳輸電流而完全沒有任何電阻的材料。如果你’我做過核磁共振，你’我躺在一個由超導電線制成的大電磁鐵里。無阻力的流動使其能夠產(chǎn)生非常強的磁場，而不會加熱或消耗巨大的能量。超導體還有許多其他用途，從制造用于無線電通信的頻率濾波器到加速原子粉碎機中的粒子。

聽起來很奇怪。超導是如何發(fā)生的？ 通常，電子不能輕易通過晶體固體，因為它們會從晶格中的振動原子反彈。然而，在某些材料中，在足夠低的溫度下，電子形成松散結(jié)合的重疊對–這可以’在不破壞配對的情況下，不要偏轉(zhuǎn)。在低溫下，振動’不夠強大。所以這些電子不受阻礙地在材料中滑行。 2.有很多超導體嗎？ 幾十種元素金屬—鉛、汞、鈮、錫—當冷卻到接近絕對零度時，它們的合金變成超導體。在1950年代，物理學家解釋了如何在這些常規(guī)超導體中，晶格振動還提供了產(chǎn)生電子對的膠水。在1980年代，實驗人員發(fā)現(xiàn)了包含銅和氧層的復雜化合物，這些化合物在高達133 K的溫度下會超傳導。20年后，研究人員發(fā)現(xiàn)，含有鐵和砷的紫粉的化合物在幾乎一樣高的溫度下可以超導?？茖W家認為，這些所謂的高溫超導體也依賴于電子配對，而是通過不同的機制產(chǎn)生的。最近，一個團體提出了有爭議的主張，即實現(xiàn)室溫下的超導性—盡管在高壓下—對于含有氫、硫和碳的化合物。 3.韓國團體聲稱什么？ 不亞于終極超導體。在尚未經(jīng)過同行評審的預印本中，研究人員認為，當調(diào)味時，或“摻雜”銅是一種由常見元素鉛，氧和磷制成的材料，在環(huán)境壓力和溫度下至少高達400 K—高于水的沸點。本質(zhì)上，他們’我說你可以把這種東西的樣品烤出來，從烤箱里拿出來，然后坐在你的實驗室工作臺上，它就可以導電，沒有任何阻力。他們提供的數(shù)據(jù)不僅顯示零電阻，而且還顯示該材料似乎會排出磁場，這是超導的關鍵特征。

4.持懷疑態(tài)度的原因是什么？ 諾曼說，有幾個。首先，未摻雜的材料鉛磷灰石不是’這是一種金屬，而是一種不導電的礦物。而且’這是制造超導體的一個毫無希望的起點。什么’s更多，鉛和銅原子具有相似的電子結(jié)構，因此用銅原子代替某些鉛原子應該’諾曼說，這極大地影響了材料的電性能。“你有一塊石頭，你仍然應該得到一塊石頭?！敝Z曼解釋說，最重要的是，鉛原子非常重，這應該抑制振動，使電子更難配對。 5.作者對什么有什么解釋嗎’繼續(xù)嗎？ 報紙’t提供了對正在起作用的物理的可靠解釋。但是研究人員推測，在他們的材料中，摻雜會稍微扭曲長的，自然存在的鉛原子鏈。他們說超導性可能發(fā)生在這些一維通道上。但這將是令人驚訝的，諾曼說，因為1D系統(tǒng)不’通常會產(chǎn)生超導性。什么’此外，摻雜引入的無序應該進一步抑制超導?！澳阌幸粋€維度，這是壞的，你有障礙，這也是壞的，”諾曼說。梅森是’我很確定。她指出，Lee和金還表明，鏈中可能存在一種電荷波動，并且在高溫超導體中已經(jīng)看到了類似的電荷模式。 “也許這種材料真的只是擊中了強烈相互作用的非常規(guī)超導體的最佳位置，”她說。 6.這將如何解決？ 最大的問題將是是否有人可以重現(xiàn)觀察結(jié)果。那應該’諾曼說，不要太難，因為磷灰石鉛是一種眾所周知的材料，其他人應該能夠合成。然而，這樣做不是’這并不像社交媒體上的一些觀眾說的那樣簡單?！肮娝坪跗婀值貙θ绾巍菀住?天，多步，小批量，固態(tài)合成是，”SLAC國家加速器實驗室的凝聚態(tài)物理學家詹妮弗·福利在推特上打趣道?！澳銈冎械囊恍┤藳]有因為過度使用杵而產(chǎn)生水泡，這表明了?！比欢?，諾曼預測，物理學家很快就會對這一說法進行測試:“如果這是真的，我們’一周內(nèi)就會知道?！?