韓國(guó)室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)三周,戰(zhàn)況如何?國(guó)內(nèi)外齊上手,仍不保真
自韓國(guó)室溫超導(dǎo)的論文7月22日發(fā)表以來(lái),已過(guò)去了近三周。
這是跌宕起伏的三周:有興奮吃瓜的群眾,有故事不斷被曝“內(nèi)訌”的韓國(guó)團(tuán)隊(duì),還有不斷涌現(xiàn)的復(fù)現(xiàn)大軍——
光國(guó)內(nèi)外有頭有臉的知名實(shí)驗(yàn)室,就有東南大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海大學(xué)、北大、國(guó)科大、美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)普林斯頓、印度新德里CSIR國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室等十余家,更不用提數(shù)不盡的民間團(tuán)隊(duì)。
大家或是裝備齊全,或是純靠“手搓”,或是在專業(yè)學(xué)術(shù)平臺(tái)發(fā)表論文,或是直接在B站、知乎、抖音、推特等社交平臺(tái)進(jìn)行直播,儼然一場(chǎng)科學(xué)狂歡盛宴。
各路復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)不斷涌現(xiàn),似乎每一個(gè)都是“重磅進(jìn)展”,外界對(duì)于LK-99的態(tài)度也是反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、再反轉(zhuǎn),更使得大眾眼花繚亂。這時(shí),一個(gè)核心問(wèn)題就自然浮現(xiàn):
到了現(xiàn)在,韓國(guó)室溫超導(dǎo),還保真嗎?
材料如何復(fù)現(xiàn)?室溫超導(dǎo)如何證明?
其實(shí),根據(jù)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)論文,復(fù)現(xiàn)LK-99所需的設(shè)備條件異常簡(jiǎn)單,整體流程可分為三個(gè)步驟:
1、合成黃鉛礦
2、合成磷化亞銅晶體
3、將黃鉛礦和磷化亞銅晶體研磨成粉末,并在坩堝中混合,然后密封入晶閘管中,抽真空后封管,再放入箱式爐燒制,最終得到“常溫常壓超導(dǎo)體”材料。
如此簡(jiǎn)單的流程,甚至被戲稱為“高中實(shí)驗(yàn)室的條件就夠”,這或許也是引起全球復(fù)現(xiàn)熱潮的原因之一。
而要驗(yàn)證材料確為室溫超導(dǎo),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),有兩個(gè)重要證據(jù):
第一是邁斯納效應(yīng),即物體從一般狀態(tài)相變至超導(dǎo)態(tài)的過(guò)程中對(duì)磁場(chǎng)的排斥現(xiàn)象,肉眼所見(jiàn)的表現(xiàn)為“磁懸浮”。
第二是零電阻。在韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的最初論文中,他們?cè)?05℃左右觀察到,樣品電阻有一個(gè)明顯的跳變:先跳變到一個(gè)比較小的值,進(jìn)入更低的溫度(約60℃以下)時(shí),電阻幾乎為0。
全球各大實(shí)驗(yàn)室的復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證,也都主要圍繞以上兩點(diǎn)展開(kāi)。
國(guó)內(nèi):直播復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn);中科院論文“真正破案”?
國(guó)內(nèi)的高校實(shí)驗(yàn)室中,最早出現(xiàn)消息的是東南大學(xué)。
7月31日,B站UP主“科學(xué)調(diào)查局”,也是東南大學(xué)物理學(xué)院的教授孫悅團(tuán)隊(duì)在B站上傳視頻《室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)-全流程》,公布了復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的全流程。又在8月3日發(fā)布最新視頻,稱已成功在常壓110K(-163℃)以下成功觀測(cè)到了零電阻。
但同時(shí),孫悅團(tuán)隊(duì)也在視頻評(píng)論區(qū)補(bǔ)充,雖然出現(xiàn)了一起分辨率極限的極小電阻,但并沒(méi)有觀察到抗磁性,所以不能說(shuō)是觀察到超導(dǎo)。

8月1日,B站UP主“關(guān)山口男子技師”發(fā)布兩條視頻,視頻簡(jiǎn)介中寫明團(tuán)隊(duì)成員為華中科技大學(xué)材料學(xué)院的博士后武浩、博士生楊麗、常海欣教授。
而《LK-99驗(yàn)證》、《補(bǔ)充視頻》兩條視頻共同驗(yàn)證了材料的邁斯納效應(yīng)(通常表現(xiàn)就為“磁懸浮”)。同時(shí),團(tuán)隊(duì)也在評(píng)論區(qū)補(bǔ)充,現(xiàn)在合成的值是幾十微米大小的樣品,如果進(jìn)行測(cè)電阻的話會(huì)破壞樣品,所以正在加緊第三批樣品的制作。
不過(guò),截至本文發(fā)表,仍未有最新消息傳出。

8月2日,曲阜師范大學(xué)物理工程學(xué)院的劉曉兵團(tuán)隊(duì)對(duì)抗磁性LK-99進(jìn)行了電阻測(cè)試。在接受界面新聞采訪時(shí),他們表示,樣品在常溫到50K(-223.16℃)低溫范圍內(nèi)仍存在大的電阻值,測(cè)試過(guò)程中并沒(méi)有出現(xiàn)電阻大幅度驟降或者零電阻。
8月6日,北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心(ICQM)和國(guó)科大等單位發(fā)布論文稱,磁化率測(cè)量結(jié)果顯示,合成出來(lái)的與韓國(guó)團(tuán)隊(duì)論文主成分一致的LK-99材料中存在軟鐵磁組分,而這種鐵磁稱可以產(chǎn)生所謂的半磁浮狀態(tài),看似“磁懸浮”,但并非“超導(dǎo)磁懸浮”。因此,團(tuán)隊(duì)表示:
我們的測(cè)量結(jié)果沒(méi)有顯示樣品中存在邁斯納效應(yīng),也沒(méi)有顯示零電阻,這使我們相信我們的樣品不表現(xiàn)出超導(dǎo)性。

8月8日,中科院物理所北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心發(fā)表論文。他們測(cè)出了與韓國(guó)團(tuán)隊(duì)類似的結(jié)果,即樣品在370K附近電阻率急速下降了三個(gè)量級(jí)(也就是電阻跳變)。但他們發(fā)現(xiàn),引起這一現(xiàn)象的原因,是因?yàn)椴牧显谥苽溥^(guò)程中發(fā)生了相變,具體來(lái)說(shuō),是硫化亞銅這一成分的比例提高了。

可以說(shuō),雖然沒(méi)有直接證偽,但北大和國(guó)科大、中科院物理所的這兩篇論文,都對(duì)于韓國(guó)團(tuán)隊(duì)論文所稱的室溫超導(dǎo)現(xiàn)象的兩個(gè)重要證據(jù),“半懸浮”和“電阻跳變”做出了解釋,認(rèn)為它們都是由超導(dǎo)之外的因素引起的。
國(guó)外:印度團(tuán)隊(duì)三次失敗;普林斯頓支持中科院成果
國(guó)外的復(fù)現(xiàn)潮同樣火熱。
最早在7月29日,印度新德里CSIR國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的V.P.S.Awana教授就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。他們?cè)?月29日、7月31日、8月4日分別進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),結(jié)果都復(fù)現(xiàn)失敗。Awana本人也在臉書上表示,LK-99應(yīng)該不具有超導(dǎo)性。
在第二次復(fù)現(xiàn)失敗時(shí),Awana聯(lián)系到了韓國(guó)團(tuán)隊(duì)中的李碩培,并得到了回復(fù):LK-99的1D結(jié)構(gòu)是超導(dǎo)性的關(guān)鍵所在,所以純度非常重要,因此復(fù)現(xiàn)需要嚴(yán)格遵循論文給出的燒制程序和條件。
8月10日,Awana團(tuán)隊(duì)再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),這次他們宣布,新復(fù)現(xiàn)的LK-99樣品呈現(xiàn)出“量子鎖定”現(xiàn)象,即一種超導(dǎo)體中的電子配對(duì)機(jī)制,被認(rèn)為是材料表現(xiàn)出超導(dǎo)性質(zhì)的基礎(chǔ)。但Awana也補(bǔ)充認(rèn)為,這種“量子鎖定”現(xiàn)象并非一定由超導(dǎo)體的抗磁性導(dǎo)致,也有可能是與超導(dǎo)無(wú)關(guān)的鐵磁性引起的。
他還提到了國(guó)內(nèi)中科院物理所強(qiáng)調(diào)的硫化亞銅,認(rèn)為這一物質(zhì)本就具有“電阻開(kāi)關(guān)”的特性,或許就是LK-99顯示出類似室溫超導(dǎo)性質(zhì)的最主要原因。
在最新的發(fā)布中,Awana這樣寫道:
(樣品)呈現(xiàn)出了復(fù)雜的磁性,而非室溫超導(dǎo)……LK-99確實(shí)給凝聚態(tài)物理帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。

8月5日,捷克查理大學(xué)凝聚態(tài)物理系的研究人員完成了第一批制備,不過(guò)合成時(shí)出現(xiàn)計(jì)算失誤,導(dǎo)致生成樣品出現(xiàn)了問(wèn)題。8月8日,他們又進(jìn)行了最新一批樣品的制備,發(fā)現(xiàn)仍存在雜質(zhì)。
8月8日,美國(guó)普林斯頓大學(xué)的Schoop實(shí)驗(yàn)室發(fā)表論文稱,在磁性和電阻測(cè)量中都沒(méi)有觀察到超導(dǎo)跡象。具體的,他們通過(guò)理論層面的計(jì)算對(duì)LK-99的結(jié)構(gòu)提出了質(zhì)疑。
韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的最初論文提到,研究人員通過(guò)改良一種鉛-磷灰石結(jié)構(gòu),用銅離子取代鉛離子,產(chǎn)生應(yīng)力,在微結(jié)構(gòu)中引發(fā)畸變,最終使得LK-99能在127℃以下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。其中,“銅離子取代鉛離子”是關(guān)鍵。
而普林斯頓團(tuán)隊(duì)的理論計(jì)算結(jié)果是,這種在鉛原子位點(diǎn)摻雜銅的方式是不穩(wěn)定的,其電子結(jié)構(gòu)并不利于超導(dǎo),而更利于磁性。
普林斯頓團(tuán)隊(duì)還在8月9日專門發(fā)推表示認(rèn)可中科院的研究,并認(rèn)為這與他們自己的研究可互為補(bǔ)充。
民間“手搓”隊(duì)不斷
再看民間隊(duì),或者說(shuō)尚未網(wǎng)絡(luò)實(shí)名的大神隊(duì)。
他們通過(guò)B站、知乎、抖音、??(原Twitter)等國(guó)內(nèi)外主流社交平臺(tái)進(jìn)行視頻、圖文直播,以另一種沒(méi)那么嚴(yán)肅學(xué)術(shù),但更加直觀的方式,為這場(chǎng)科學(xué)盛宴增添了幾分不一樣的色彩。
國(guó)內(nèi)“煉丹圖文視頻直播流派”的“創(chuàng)始人”是知乎答主“半導(dǎo)體與物理”,在7月28日時(shí),就開(kāi)始在“韓國(guó)室溫超導(dǎo)報(bào)道”的提問(wèn)下進(jìn)行圖文直播,但很快就刪除了帖子。8月1日時(shí),該答主又更新了測(cè)試視頻,表示“抗磁、半懸浮”,便再無(wú)消息。
知乎答主“胡豆”也是最早一批開(kāi)始復(fù)現(xiàn)的,他在經(jīng)歷了三個(gè)實(shí)驗(yàn)失敗后,最終在8月9日承認(rèn)“徹底失敗”,并表示按韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的公開(kāi)工藝難以復(fù)現(xiàn),中科院物理所的論文也給出了理論否定,個(gè)人的實(shí)驗(yàn)會(huì)告一段落。
抖音的“煉丹師阿翔”在8月5日上傳一段15秒的“LK-99全懸浮”視頻,一時(shí)震驚國(guó)內(nèi)外;B站UP主“侯小明”于8月6日發(fā)布“?完全懸浮室溫超導(dǎo)”視頻;不過(guò)這兩位都在隨后的視頻或評(píng)論區(qū)中自曝“造假”。


B站UP主“真·鳳舞九天”在8月7日于B站直播LK-99材料制備流程,中途還出現(xiàn)了一小塊對(duì)磁鐵有反應(yīng)的,他自稱“只是做科普的專業(yè)人員”,也表明自己的目的只是錄制4K高清實(shí)驗(yàn)過(guò)程給大家科普。
抖音“牛頓的烈焰激光劍”在8月11日發(fā)布“全懸浮”視頻,還直播復(fù)現(xiàn)效果,目前仍在更新煉制中,受到不少持續(xù)關(guān)注。
國(guó)外的民間復(fù)現(xiàn)者也不少。其中最受人矚目的是??(原Twitter)用戶Andrew McCalip。
他自稱職業(yè)為航天工程師,在報(bào)道剛發(fā)出,也就是7月28日左右就開(kāi)始了大批材料設(shè)備的購(gòu)置。8月4日,他甩出了一段“磁懸浮”視頻。8月10日,他在推特發(fā)表長(zhǎng)文,提到是“不同尋常的合成條件導(dǎo)致了樣品”,并參考中科院物理所的論文,提出可以硫化亞銅這一成分來(lái)解釋LK-99所展示在某個(gè)溫度下電阻率急速下降了三個(gè)量級(jí)的現(xiàn)象。
在最后,他這樣說(shuō):
這是一段令人難以置信的旅程,充滿了陰謀和戲劇性。
原始樣品是關(guān)鍵懸念
事實(shí)上,中科院物理所、普林斯頓兩篇論文一出,本來(lái)已經(jīng)讓大家對(duì)韓國(guó)室溫超導(dǎo)的信心大減,但8月10日,CSIR國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室觀察到的“量子鎖定”現(xiàn)象,又再次讓事態(tài)撲朔迷離起來(lái)。
在當(dāng)前反轉(zhuǎn)再反轉(zhuǎn)的態(tài)勢(shì)前,沒(méi)有人敢下某種“蓋棺定論”,不過(guò)公認(rèn)的是,“對(duì)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的原始樣本進(jìn)行分析”,將是驗(yàn)證的關(guān)鍵。
據(jù)悉,原始的LK-99樣本只發(fā)給了兩個(gè)機(jī)構(gòu):一家是韓國(guó)能源技術(shù)研究所KENTECH,已在約一個(gè)月前收到原始樣品。該研究所人員通過(guò)X射線衍射分析確認(rèn),收到樣品晶體結(jié)構(gòu)與論文中的相同。但還沒(méi)有公開(kāi)更多數(shù)據(jù)。并且,他們也表示“是否超導(dǎo)是學(xué)術(shù)界的事,我們只對(duì)這種新材料的電學(xué)特性感興趣?!?/p>
另一家則是韓國(guó)團(tuán)隊(duì)作者,金賢泰所在的美國(guó)威廉瑪麗學(xué)院。他們預(yù)計(jì)在8月底之前收到原始樣本。
至于在對(duì)原始樣本徹底分析之前,還會(huì)有哪些進(jìn)展和反轉(zhuǎn),只能說(shuō),還是再讓子彈飛一會(huì)兒吧。