最近，一篇聲稱發(fā)現(xiàn)了室溫常壓超導材料的論文在物理學界引起了轟動。

這篇論文由韓國科學家Sukbae Lee等人于2023年7月22日在預印本平臺arXiv上發(fā)表，稱他們成功合成了一種名為LK-99的銅摻雜鉛磷灰石晶體，其超導臨界溫度高達400K（127℃），遠超過目前已知的任何超導材料。

如果這一結果屬實，那么它將是人類歷史上第一個在常溫常壓下實現(xiàn)超導的材料，對于科學技術和社會發(fā)展都將具有革命性的意義。

然而，這篇論文也引發(fā)了許多質疑和爭議。

首先，該論文沒有經(jīng)過同行評審，也沒有提供足夠的實驗細節(jié)和數(shù)據(jù)，使得其他研究團隊難以復現(xiàn)其結果。

其次，該論文的理論模型和解釋與現(xiàn)有的超導理論存在很大的差異，沒有給出合理的機制來說明LK-99是如何在室溫下實現(xiàn)超導的。

第三，該論文的作者團隊中有一位是韓國著名的超導專家Young-Wan Kwon教授，但他在接受采訪時表示自己并沒有參與實驗，只是提供了一些理論上的建議。此外，他還透露該團隊已經(jīng)向Nature提交了一篇關于LK-99的論文，但被拒絕了。

為了搞清楚LK-99到底是什么，我們需要從頭說起。LK-99是一種改性鉛磷灰石晶體結構，成分為Pb10-xCux(PO4)6O（0.9<x<1），其中Cu2+取代了部分Pb2+離子。

這種材料的制備方法并不復雜，只需要將兩種原料Pb2(SO4)O和Cu3P按1:1的比例混合，在真空石英管中加熱到925℃即可。

Lee等人聲稱，在這個過程中，Cu2+會引起晶體結構的微小變形和體積收縮（0.48%），從而在晶體界面形成超導量子阱（SQW），導致電子對出現(xiàn)，并在低溫下形成庫珀對。

然而，這種解釋并沒有得到其他物理學家的認可。

首先，目前已知的超導機制主要有兩種：BCS機制和非BCS機制。BCS機制是由Bardeen, Cooper和Schrieffer于1957年提出的，認為超導是由于電子之間通過聲子介導產(chǎn)生有效吸引力而形成庫珀對，并在費米面附近形成能隙。

非BCS機制則認為超導是由于電子之間存在強關聯(lián)效應而產(chǎn)生非常規(guī)配對，并在費米面附近形成平坦帶。

無論哪種機制，都需要有一個介質或相互作用來提供電子之間的吸引力，并且都需要有一個低溫或高壓的條件來抑制熱激發(fā)或磁場對庫珀對的破壞。

然而，在LK-99中，并沒有明顯的介質或相互作用來解釋電子對的形成，也沒有低溫或高壓的條件來保護庫珀對的穩(wěn)定。Lee等人提出的超導量子阱也沒有給出具體的計算和證據(jù)來支持其存在和作用。

其次，目前已知的超導材料都有一些共同的特征，比如具有層狀結構、含有過渡金屬、具有強關聯(lián)電子、具有多種相競爭或共存等。

然而，在LK-99中，并沒有發(fā)現(xiàn)這些特征。LK-99的結構是一種三維的鉛磷灰石結構，其中銅離子只占據(jù)了很小的部分，而且銅離子的價態(tài)是2+，而不是已知的超導材料中常見的3+或4+。

LK-99的電子結構也沒有表現(xiàn)出強關聯(lián)效應，而是類似于半導體或絕緣體。LK-99也沒有發(fā)現(xiàn)有任何與超導相競爭或共存的相，比如反鐵磁相、電荷密度波相或自旋密度波相等。

綜上所述，LK-99的超導性質還沒有得到充分的理論和實驗的證實和解釋。目前，許多研究團隊正在努力復現(xiàn)和驗證Lee等人的結果，以及探索LK-99的可能機制和應用。我們期待著更多的數(shù)據(jù)和信息來揭開LK-99的真相，無論它是科學奇跡還是學術丑聞。