就近日人們熱議的“若真立即能拿諾獎的‘韓國室溫超導(dǎo)材料LK-99論文’”，7月28日，南京大學(xué)物理學(xué)院教授聞?；⒔邮懿稍L的時候向澎湃科技表示，“真的很熱鬧，但也不奇怪的，因為這個事情很重要。”“大部分（熱議）人都不是做超導(dǎo)的。”“我們仔細(xì)分析了他們的數(shù)據(jù)，從三個方面——電阻、磁化和所謂的磁懸浮，都不足以說明它是超導(dǎo)現(xiàn)象（材料）?！薄拔覀兣袛啵ㄋ^的超導(dǎo)）極有可能是個假象。”
對于重復(fù)實驗，聞海虎表示，“其實我們都不想做，因為我們判斷它不像超導(dǎo)，后來也派了一個同學(xué)在做著。國際上很多組都在重復(fù)。憑我們的經(jīng)驗看，（目前論文公布的數(shù)據(jù)）不足以說明它是超導(dǎo)。”
是否真的存在一種材料能夠在常溫常壓下進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)？
(相關(guān)資料圖)
聞?；⒈硎?，不排除存在。“但是這是很遠(yuǎn)大的一個目標(biāo)，至于在我們有生之年能不能看見，不知道。所以現(xiàn)在韓國的結(jié)果出來，大家都很興奮。如果是真的，大家都很高興。但是目前的證據(jù)不足以證明它是超導(dǎo)材料。”
對于網(wǎng)傳中國科學(xué)院物理研究所復(fù)現(xiàn)了前述韓國科研論文的結(jié)果，聞?；⒈硎荆壳皼]看見結(jié)果，即便是復(fù)現(xiàn)，也不能說明它是超導(dǎo)材料，除非判斷超導(dǎo)的證據(jù)非常明確?！斑@個材料很容易（重復(fù)做出來）做到，我估計兩三天以后，比如下個星期，很多組都做出來（結(jié)果）了，（然后）馬上就能夠判斷是不是超導(dǎo)的?！?/p>
27日，中國科學(xué)院物理研究所微信公眾號回復(fù)相關(guān)留言稱，“目前沒有完成相關(guān)實驗的消息，請以公開發(fā)表的論文為準(zhǔn)。”
立即能拿諾貝爾獎的世界首個室溫常壓超導(dǎo)材料？
7月22日7時51分，一篇題為《首個室溫常壓超導(dǎo)體》（The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor）的研究文章在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上公開。
該論文由韓國高麗大學(xué)教授權(quán)永萬（Young-Wan Kwon）上傳。
該論文的第一作者Sukbae Lee與第二作者金智勛（Ji-Hoon Kim）均為韓國量子能源研究中心（Quantum Energy Research Centre）的研究人員，但該公司的官網(wǎng)目前因訪問人次過多被封鎖。
權(quán)永萬是前述論文的第三作者。
“我們在世界上首次成功合成了在常壓下工作的室溫超導(dǎo)體（Tc≥400 K，127℃），其結(jié)構(gòu)為改性鉛磷灰石（LK-99）?！鼻笆鑫恼路Q，“臨界溫度 (Tc)、零電阻率、臨界電流 (Ic)、臨界磁場 (Hc) 和邁斯納效應(yīng)證明了LK-99的超導(dǎo)性”。
而在上述論文發(fā)表的2.5小時后，7月22日10時11分，同一主題的另一篇論文《超導(dǎo)體 Pb10-xCux(PO4)6O 在室溫和大氣壓力下的懸浮現(xiàn)象及其機(jī)理》（Superconductor Pb10?xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism）也被提交至arXiv網(wǎng)站。與稍早前公開的論文相比，后者被認(rèn)為更嚴(yán)謹(jǐn)，對材料樣品的制備過程描述更為詳盡、充分，不過部分注釋還是韓語。
第二篇論文有6名署名作者，權(quán)永萬被排除在署名作者之列，并被認(rèn)為是因為“內(nèi)訌”，才導(dǎo)致倉促上傳了兩篇論文。
第二篇論文由第三作者美國威廉瑪麗學(xué)院（College of William & Mary）的物理學(xué)研究教授金鉉德（Hyun tak Kim）上傳。該論文與第一篇論文有相同的第一、第二作者，但第二篇論文的其余三名作者是林圣妍（Sungyeon Im）、安秀敏（SooMin An）、歐根浩（Keun Ho Auh）。
前述兩篇論文的“主角”——LK-99，是一種銅摻雜的鉛磷灰石。其中，銅摻雜的比例在0.9-1.1之間。
第二篇研究論文給出了它詳細(xì)的合成步驟，被網(wǎng)友戲稱為“煉丹”：“第一步，通過化學(xué)反應(yīng)合成黃鉛礦……；第二步，合成磷化亞銅晶體……；第三步，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，真空度為10^-3托（torr，相當(dāng)于毫米汞柱）。將裝有混合粉末的密封管在925攝氏度的爐子中加熱5-20小時。在此過程中，混合物發(fā)生反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為最終材料?！?/p>
為表明實驗結(jié)果可靠，7月26日凌晨3時31分，金鉉德上傳了一則視頻，視頻顯示：將一個不規(guī)則的類圓柱薄片放在磁鐵上方，可以明顯看到薄片一側(cè)翹起、懸空，呈“部分懸浮”。目前視頻瀏覽量已超73萬人次。
此外，公開資料顯示，前述研究人員早在2022年8月已為LK-99申請了國際專利，并于2023年3月被授予專利。
韓國量子能源研究中心官網(wǎng)顯示，該公司的“總公司及企業(yè)附屬研究所位于韓國首爾市松坡區(qū)松路23街46-24號B1層。谷歌地圖2023年3月更新的街景圖片顯示，該地址為一棟四層平房，一樓是一家室內(nèi)裝飾店。
不是真正的磁懸浮
聞?；F(xiàn)任南京大學(xué)物理學(xué)院教授、美國物理學(xué)會會士(APS Fellow)，主要從事高溫超導(dǎo)材料和物理問題研究，此前因高溫超導(dǎo)體磁通動力學(xué)研究獲得國家自然科學(xué)二等獎，因在鐵基超導(dǎo)研究方面的貢獻(xiàn)獲得國家自然科學(xué)一等獎。
3月15日，距離美國羅切斯特大學(xué)教授朗加·迪亞斯（Ranga Dias）在美國物理學(xué)會年會上宣布發(fā)現(xiàn)高壓室溫超導(dǎo)材料并公布數(shù)據(jù)僅8天，聞?；ьI(lǐng)的團(tuán)隊就公布重復(fù)實驗結(jié)果，推翻了迪亞斯等人的室溫超導(dǎo)研究結(jié)果，引發(fā)轟動。
聞?；⒔淌趫F(tuán)隊的前述研究結(jié)果5月11日在線發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上：他們制備的氮摻雜的镥氫化物（又稱镥-氫-氮化合物）沒有表現(xiàn)出近常壓室溫超導(dǎo)性。
2023年7月28日，聞?；⑾蚺炫瓤萍急硎?，前述論文及其視頻中展示所謂磁懸浮，看起來也不像真正的超導(dǎo)磁懸浮，“沒懸起來，還是（需要）有一個支撐點，所以它不是‘超導(dǎo)磁懸浮’，要么是一個鐵磁——有一點鐵磁性的材料構(gòu)成的、一個假的看起來像磁懸浮的，或者是一個（含）有一點點抗磁性的材料，但不是‘超導(dǎo)抗磁’的一個懸浮。因為它跟超導(dǎo)的磁懸浮完全不一樣。”
聞?；⒏嬖V澎湃科技，判斷一個材料是不是超導(dǎo)材料，要看它能不能進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)。“你的電阻要測的很好，要真正到0，然后磁化要真正測到邁斯納態(tài)，而不是說看到一個負(fù)的抗磁信號，就說是邁斯納態(tài)，因為有可能是測錯了，有可能是這個材料本身就抗磁。”
聞?；⒔忉屨f，當(dāng)進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)的時候，超導(dǎo)材料不允許任何磁場進(jìn)入到體內(nèi)，把磁場全排到體外，這被稱為邁斯納效應(yīng)。因為它要維持它內(nèi)部電子形成的“有序社會”的干凈程度，因為它的電子兩兩配對，形成了新秩序，很“團(tuán)結(jié)”，不希望磁場來破壞它們的“團(tuán)結(jié)度”。
“但磁懸浮不是邁斯納效應(yīng)?！薄叭绻莾H僅測一個像韓國論文中說有抗磁，說就是邁斯納態(tài)，未必的。有時候儀器會騙你，儀器本身會造成假象，人如果相信，人就被騙了，就認(rèn)為是超導(dǎo)了，但是經(jīng)常做超導(dǎo)磁性質(zhì)研究的人知道怎么去辨別?！甭労；⒄f。
人們非常期待科學(xué)家真的找到了室溫超導(dǎo)材料，但更多質(zhì)疑的聲音在出現(xiàn)。
美國人工智能公司OpenAI的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官山姆·奧特曼（Sam Altman）發(fā)表評論稱，“我非常想相信，但我認(rèn)為我們對一個二磁體（diamagnet）過于激動了。”
超導(dǎo)領(lǐng)域研究專家、加州大學(xué)圣地亞哥分校理系教授豪爾赫·赫希（Jorge Hirsch）談到韓國前述超導(dǎo)材料新論文時說：“這不是超導(dǎo)。這是實驗性假象、一廂情愿的想法和糟糕的判斷（在最好的情況下）?！?/p>
據(jù)科技新聞媒體《新科學(xué)家》（New Scientist）26日的報道，牛津大學(xué)材料系教授蘇珊娜·斯佩勒（Susannah Speller）表示，現(xiàn)在說這些樣品能夠超導(dǎo)，還為時尚早。她表示，當(dāng)一種材料變得超導(dǎo)時，在許多測量中應(yīng)該展現(xiàn)出明確的特征。但其中的兩個參數(shù)——對磁場的響應(yīng)情況和一個被稱為熱容的參數(shù)，前述論文沒有展示相關(guān)數(shù)據(jù)。
“如果真的是超導(dǎo)的話，它是什么機(jī)制？就是下一步的事情了。那么，這個材料里面的電子怎么配對的，溫度為什么那么高（也可以配對）？在科學(xué)上很有意思，但是第一步是先證明它是超導(dǎo)體。”
聞?；⒈硎?，高溫超導(dǎo)的機(jī)理問題，目前也不清楚，也號稱是諾貝爾獎級別的研究，“很多組在做這個方面”，“做清楚了，也是對科學(xué)的重大貢獻(xiàn)”。
聞?；⒔榻B，目前超導(dǎo)材料實際上已經(jīng)應(yīng)用在很多產(chǎn)業(yè)了，比如核聚變研究的磁體、醫(yī)院內(nèi)核磁成像的磁體、高頻濾波器、量子計算等等方面，都有應(yīng)用。但這些用的都是使用低溫超導(dǎo)材料?！笆覝爻瑢?dǎo)是大家的一個夢想，如果實現(xiàn)的話，在剛才說的這些應(yīng)用方面會有一個大的進(jìn)步，降低運行成本等，所以是我們夢寐以求的事情?！?/p>
怎么研發(fā)超導(dǎo)材料：中國的布局和發(fā)展
聞海虎介紹，在超導(dǎo)材料研究尤其是高溫超導(dǎo)領(lǐng)域，“我們國家是有布局的，看來中國科學(xué)家還是很嚴(yán)謹(jǐn)，不會冒冒失失公布出來一個不可靠的東西?！?/p>
他介紹，國內(nèi)研究超導(dǎo)材料和機(jī)制的主要研究機(jī)構(gòu)包括中國科學(xué)院物理研究所，以及北大、清華、南大、復(fù)旦、中國科技大學(xué)、浙江大學(xué)等高校，都有一些不錯的相關(guān)的課題組。
“室溫超導(dǎo)可能都在做，中國科學(xué)院有一個意向性的支持，其他（機(jī)構(gòu)）的課題組都朝這個方向在努力，當(dāng)然第一步是高溫超導(dǎo)，然后盡可能地實現(xiàn)室溫，另外基金委、科技部的項目中也有資助?！?/p>
“中國科學(xué)家在這個方面還是處于比較前沿的狀態(tài)，比如說高壓下的富氫材料，是高溫超導(dǎo)，但是需要高壓。那么其他高溫超導(dǎo)方面，較低壓力下最近中山大學(xué)做的工作是可靠的，突破了液氮溫度，但是到室溫的話，還是有距離。大家在朝著這個方向去做，但是哪一天實現(xiàn)，不知道?！甭労；⒄f。
對低溫超導(dǎo)材料，聞?；⒈硎荆芏嗖牧显凇俺?低溫”下變成超導(dǎo)，并不奇怪?！盁帷笔且粋€破壞因素。高溫時，它不是超導(dǎo)態(tài)，隨著溫度的下降，到低溫時，電子兩兩配對，形成一個“新社會”了，才進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)?！八哉f超導(dǎo)是一個狀態(tài)?！?/p>
對于高壓超導(dǎo)材料，聞?；⒈硎荆邏嚎赡軐?dǎo)致材料產(chǎn)生一定的結(jié)構(gòu)相變，在特定結(jié)構(gòu)下，電子形成配對的穩(wěn)定態(tài)，最終形成超導(dǎo)。
聞海虎表示，研發(fā)、尋覓超導(dǎo)材料，各個課題組的科學(xué)角度不一樣，有各自的想法，但大方向一樣，比如元素周期表中哪些元素的可能性最大，其中哪些元素組合的可能性最大，不能太盲目，“你盲目地?zé)遣恍械??！?/p>
聞?；⒔忉屨f，要形成超導(dǎo)，“你要想辦法讓兩個電子要形成配對。通常金屬中電子是單電子傳導(dǎo)電流，所以它有電阻。那么你讓電子配成對以后，它形成一個新的電子有序態(tài)、一個有序社會，就是‘電子配對’社會。以前電子‘各自為政’，現(xiàn)在配成對，有次序，就會出現(xiàn)零電阻，也就是超導(dǎo)。那么如何導(dǎo)致兩個電子配對？可以是原子振動的幫助，也可以是磁相互作用的幫助，大概是在這兩個主要思路下在進(jìn)行探索?！?/p>
他表示，自然界那么多種元素，兩兩混合，或者三種混合，形成的材料成千上萬種材料?！澳憔鸵ニ伎?、篩選，還結(jié)合理論計算，最后看有沒有可能高溫超導(dǎo)。現(xiàn)在的理論還不能夠盡量準(zhǔn)確地描述，在這種情況下，只能夠按照感覺去做，所以，困難就在這兒?！?/p>
“沒什么特別的建議。努力工作，不要浮躁，然后得到真實的超導(dǎo)現(xiàn)象再報道。我覺得這是作為一個科學(xué)家應(yīng)該有的工作態(tài)度。”聞?；⒄f。
附論文鏈接：
1.https://arxiv.org/abs/2307.12008
2.https://arxiv.org/abs/2307.12037
3.https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n
（原標(biāo)題：《專訪｜聞海虎談“韓國室溫超導(dǎo)論文”：不像超導(dǎo)，正重復(fù)實驗》）
標(biāo)簽：
