關(guān)于室溫超導(dǎo)
最近這個(gè)室溫超導(dǎo)話題,又超級(jí)火熱,這兩天后臺(tái)有幾十條消息,是讓我寫室溫超導(dǎo),可見大家對(duì)這個(gè)話題關(guān)注度比較高。
這次室溫超導(dǎo)話題火熱,是源于7月26日,韓國研究團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv發(fā)布論文,聲稱合成了全球首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體,臨界溫度為127℃。
這個(gè)室溫超導(dǎo),準(zhǔn)確說是室溫常壓超導(dǎo)。
實(shí)現(xiàn)超導(dǎo),一般有兩種實(shí)現(xiàn)方式,一種是超低溫,一種是超高壓。
這次韓國團(tuán)隊(duì)這個(gè)研究,之所以引發(fā)如此廣泛關(guān)注,是因?yàn)槌爻撼瑢?dǎo),而且制備簡單,可以大規(guī)模工業(yè)化,就意味著生產(chǎn)成本并不高。
所以,這個(gè)事情一出,馬上引發(fā)廣泛關(guān)注,除了普通人吃瓜,乃至對(duì)全球金融市場都有一些影響。
我先說明一下我的態(tài)度。
我一直對(duì)室溫常壓超導(dǎo)的突破,持歡迎態(tài)度。
1、我是希望這件事情是真的,因?yàn)檫@意味著人類的科學(xué)瓶頸有所松動(dòng),能降低人類在地球內(nèi)卷程度。
2、但韓國團(tuán)隊(duì)這次宣稱的室溫超導(dǎo),是否有效,這個(gè)還有待時(shí)間考驗(yàn)。在最終結(jié)果落地之前,我個(gè)人是持謹(jǐn)慎觀望的態(tài)度。
(1)爭議話題
室溫超導(dǎo)這個(gè)話題,經(jīng)常火出圈。
早在今年3月份,就有過一次熱炒室溫超導(dǎo)。
當(dāng)時(shí)是美國迪亞斯宣稱實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo),搞出一個(gè)大新聞。
但后面,其他團(tuán)隊(duì)都沒有復(fù)現(xiàn)出迪亞斯的實(shí)驗(yàn),這意味著,迪亞斯的論文是有很大水分,已經(jīng)被證偽。
這位老兄也是有前科,2020年,迪亞斯就曾經(jīng)宣稱搞出室溫超導(dǎo),還發(fā)表在Nature雜志,甚至還上了雜志封面,同樣也是火出圈。
但到了2022年,Nature就撤回了“室溫超導(dǎo)”的封面論文,稱該研究有“嚴(yán)重問題”。
所以,大家首先要清楚,圍繞著室溫超導(dǎo)的話題,一直都有很多爭議,我們吃瓜的時(shí)候,切勿著急下定結(jié)論。
一些科學(xué)成果,并不是自己單方面宣布,就能生效,也不是說發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊上,就一定表示可靠。
這些科學(xué)成果,一般至少得經(jīng)過同行評(píng)審,并且要能經(jīng)過多數(shù)其他團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn),才能宣布是可靠的。
科學(xué)是很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>
這跟資本市場只要一個(gè)噱頭就可以炒作,是完全不一樣的。
3月美國迪亞斯宣布那個(gè)室溫超導(dǎo)的時(shí)候,當(dāng)時(shí)也引發(fā)資本市場炒作。
這次韓國團(tuán)隊(duì)的論文,也只是發(fā)布在arXiv,這是一個(gè)預(yù)印本網(wǎng)站,通常是用來搶先標(biāo)注論文原創(chuàng)性,所以不需要經(jīng)過同行評(píng)審。
因此韓國團(tuán)隊(duì)這個(gè)論文是否可靠,還需要同行評(píng)審,以及其他團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)。
另外,按照這次韓國團(tuán)隊(duì)的論文,該實(shí)驗(yàn)的復(fù)現(xiàn)難度并不大,最快3天就能制備出一批樣本,所以理論上最快明天應(yīng)該就會(huì)有一些實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)的結(jié)果出來。
大家等一些復(fù)現(xiàn)結(jié)果就是了。
國外還有人搞起直播實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)結(jié)果,國內(nèi)也有網(wǎng)友搞起實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn),引起大批人圍觀。
因?yàn)檫@次這個(gè)實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)的難度確實(shí)太低,基本屬于高中水平,有個(gè)化學(xué)/材料實(shí)驗(yàn)室,就可以制備。
原材料也只有硫、氧和磷的粉末混合,被人稱為可以“手搓制備”。
另外,相比美國迪亞斯3月那個(gè)無厘頭研究,這次韓國團(tuán)隊(duì)的論文,至少給出一些比較容易復(fù)現(xiàn)的流程,至少說明他們團(tuán)隊(duì)自己是有一些信心。
此外,這次韓國團(tuán)隊(duì)因?yàn)榘l(fā)表論文的事情,還有一些內(nèi)訌。
首先是該團(tuán)隊(duì)里,有一個(gè)人搶發(fā)了論文,并且沒有標(biāo)注團(tuán)隊(duì)其他成員的名字。
所以,在該論文出來后幾小時(shí),另一篇由六人合作撰寫的、內(nèi)容更加詳實(shí)的同題論文也在arXiv網(wǎng)站發(fā)布。
該團(tuán)隊(duì)制備出的這個(gè)室溫超導(dǎo)材料,被稱為LK-99。
團(tuán)隊(duì)成員Hyun-Tak Kim說,被搶先發(fā)出來的第一篇論文是他在韓國量子能源研究中心的同事們撰寫的。
并且他們也在2022年8月就申請(qǐng)了LK-99的專利。
所以,這種搶發(fā)行為,反而讓一些圍觀吃瓜群眾,更加相信這件事情確有其事,因?yàn)樗麄儓F(tuán)隊(duì)的人可能有人相信這是一個(gè)諾獎(jiǎng)級(jí)別的成果,所以才會(huì)這么著急去搶發(fā)。
因?yàn)橹Z貝爾獎(jiǎng)最多只能由三人分享。
但也有很多業(yè)內(nèi)人士,對(duì)論文本身提出一些質(zhì)疑。
我雖然不是這方面的專業(yè)人士,頂多算是物理科普愛好者,但我可以看專家怎么說。
萊斯大學(xué)物理學(xué)家Douglas Natelson表示,論文中的一組數(shù)據(jù)不符合物理原理,“這種相當(dāng)草率的的差異無法給人們以信心”。

另外《解放日?qǐng)?bào)》援引專家的觀點(diǎn),韓國團(tuán)隊(duì)所展示的并非超導(dǎo)現(xiàn)象,而是超導(dǎo)假象。

這里提到,判斷超導(dǎo)的主要兩個(gè)基本點(diǎn):
1、電阻為零。
2、完全抗磁性,也就是邁斯納效應(yīng)。
韓國研究團(tuán)隊(duì)給出了錄像,但該錄像所展示的狀態(tài)與超導(dǎo)磁懸浮有很大的區(qū)別。
超導(dǎo)磁懸浮不需要任何支撐,而韓國研究團(tuán)隊(duì)公布的視頻畫面則顯示,超導(dǎo)體需要一個(gè)支撐點(diǎn),且該物體處于不穩(wěn)定狀態(tài),與超導(dǎo)真正的磁懸浮狀態(tài)完全不同。
該專家認(rèn)為,根據(jù)數(shù)據(jù)猜測,可能是材料本身存在非常微弱的抗磁,與重力達(dá)到某種平衡以后,形成了一個(gè)微軟的磁懸浮狀態(tài),事實(shí)上并非超導(dǎo)磁懸浮。

單從這位專家的觀點(diǎn)看,我覺得這件事情的最后結(jié)果,可能是有一些突破,給超導(dǎo)領(lǐng)域的研究帶來一些新方向的啟示,但還不至于直接獲得終極超導(dǎo)材料的程度,可能是一個(gè)相對(duì)折中的結(jié)果。
從這些專業(yè)人士的說法看,雖然這次韓國團(tuán)隊(duì)的研究,比起3月份美國迪亞斯的研究,可信度要強(qiáng)一些,但也仍然有一些不靠譜的地方。
包括這種團(tuán)隊(duì)內(nèi)訌,搶發(fā)論文的問題,包括因?yàn)橛腥藫尠l(fā)論文,讓團(tuán)隊(duì)不得不把還不完善的論文給直接發(fā)出來,這說明這件事情的結(jié)果,還是有一些懸念。
(2)謹(jǐn)慎
我個(gè)人對(duì)這件事情,是持一個(gè)比較謹(jǐn)慎態(tài)度,因?yàn)轫n國團(tuán)隊(duì)公布的一些數(shù)據(jù)看,有點(diǎn)過于美好。
首先這個(gè)LK-99常溫常壓超導(dǎo)材料,甚至可以說是“超高溫”超導(dǎo)材料,可以在127攝氏度保持超導(dǎo)。
截至2020 年,可證實(shí)的最高溫的超導(dǎo)體是超高壓的含碳硫化氫系統(tǒng),壓力 267 GPa,其臨界溫度為 +15°C。
韓國團(tuán)隊(duì)研究的這個(gè)LK-99,不但實(shí)現(xiàn)了常壓下超導(dǎo),而且還是127攝氏度的高溫超導(dǎo),意味著應(yīng)用廣泛。
并且,最關(guān)鍵的是LK-99這個(gè)材料的制備十分簡單,制備簡單意味著可以大規(guī)模工業(yè)化,成本也可以做到盡可能的低廉,意味著有大規(guī)模應(yīng)用的可能性。
這對(duì)我們這樣最大規(guī)模工業(yè)國來說,其實(shí)是很有利的。
所以,假如這事情是真的,那對(duì)我們來說是相當(dāng)受益的。
因此我希望這件事情是真的。
但問題是,這么一個(gè)完美理想化的常溫超導(dǎo)材料,真就這么簡單容易可以手搓制備出來?
這就好比,我們?cè)诔爻撼瑢?dǎo)領(lǐng)域,本來都還不會(huì)走路,突然一下子就可以飛上天,獲得了理想的完美超導(dǎo)材料。
這總讓我感覺比較夢(mèng)幻,所以我對(duì)這事情還是比較謹(jǐn)慎的,省得空歡喜一場。
不過話說回來,由于人類在微觀領(lǐng)域的理論物理學(xué)停滯,使得人類對(duì)于極微觀領(lǐng)域還是不夠了解,所以我們沒辦法隨心所欲的按照自己想法去制造材料。
現(xiàn)在的材料學(xué)發(fā)展,仍然還是得靠不斷試錯(cuò),是知其然而不知其所以然,通俗說就是撞大運(yùn)。
所以,也確實(shí)不排除有運(yùn)氣足夠好,碰巧撞到的可能性。
但相比撞大運(yùn)來說,我覺得通過不斷加強(qiáng)超算領(lǐng)域,去在材料學(xué)突破,可能會(huì)更靠譜一些,畢竟撞大運(yùn)這種事情,誰也說不準(zhǔn),比較玄學(xué)。
而后者是可以通過時(shí)間積累,慢慢突破。
常溫常壓超導(dǎo)材料之所以重要,被譽(yù)為材料學(xué)的圣杯,是因?yàn)橐坏┏爻撼瑢?dǎo)材料一旦突破,可以在很多領(lǐng)域帶來顛覆性改變。
比如,最直接的就是輸電領(lǐng)域,假如這個(gè)常溫常壓超導(dǎo)的成本足夠低,那么是可以完全取代當(dāng)前的特高壓技術(shù)。
再比如,低成本的常溫常壓超導(dǎo)材料,可以讓磁懸浮列車大規(guī)模普及。并且可以讓磁懸浮交通小型化,完全改變?nèi)祟惖某鲂蟹绞健?/p>
最關(guān)鍵是,因?yàn)槌瑢?dǎo)材料可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大電流,產(chǎn)生強(qiáng)大磁場。在核聚變領(lǐng)域,常溫超導(dǎo)實(shí)現(xiàn)后,實(shí)現(xiàn)核聚變的托卡馬克裝置,將不要使用液氮冷卻裝置,讓可控核聚變實(shí)現(xiàn)難度大幅降低。
總之,常溫常壓、制備簡單、低成本的超導(dǎo)材料,是現(xiàn)在人類夢(mèng)寐以求的。
我當(dāng)然也希望這是真的。
但在具體結(jié)果出來之前,我們也還是要保持謹(jǐn)慎態(tài)度,做好自我預(yù)期管理,調(diào)低預(yù)期值,省得空歡喜一場。
假如這件事情是真的,那就是超級(jí)意外驚喜。
本文來源“大白話時(shí)事”公眾號(hào)。
作者:星話大白。