室温超导又一“大事件”?
今年3月,美国传来有关超级领导人的最新消息。
这次,甚至不需要高压,在“常压”下就可以实现超导。
上周,一群韩国兄弟在国际公认的开放获取预印本网站arXiv上发表了两篇论文,声称合成了世界上第一个临界温度为127 的常压室温超导体。
图片来源:arXiv
这篇论文发表后,很快就不再流通,并引发了激烈的争论。无论是内部人士还是外部人士,都炸开了锅。
由于该消息太过爆炸性,因此对于该消息的真假,众说纷坛。
图片来源:推特
不少网友甚至称之为“第四次工业革命”!
图片来源:领英
当然,也有网友表示:要么是诺贝尔奖,要么就是天大的耻辱!
图片来源:Reddit
除了走出国门,韩国团队的发现也在国内掀起不小的波澜,中科院物理研究所“前排吃瓜”。
图片来源:微信公众号,中国科学院物理研究所
物理学界的许多科学家既兴奋又怀疑。不同研究小组的重复实验已经在进行中。我想反复的实验很快就会给出答案。
图片来源:iStock/ktsimage
超导是物理世界的巅峰(超导也被称为一个世纪物理学的“圣杯”)。任何时候出现一点小问题,基本上都能在全世界引起一波“惊雷”。
当我看到别人吃瓜并且活活吃的时候,我仍然感到惊讶。
超导到底是什么?韩国队又有哪些新突破?如果这是真的,后果会怎样?
今天老狐狸带你去吃瓜。
什么是超导性?
我们周围的材料按其导电性可分为绝缘体、半导体和导体。
有没有一种材料在一定温度下电阻率可以为0?
1911年,荷兰物理学家翁内斯发现,水银的电阻在极低的温度下消失。因此这种现象被称为“超导”状态。
由此我们可以推导出超导的第一个性质:良好的导电性和零电阻。
图片来源:百度百科
我们常说电产生磁,磁产生电。电和磁是密不可分的。
1933年,迈斯纳和奥森菲尔德发现,超导体达到超导状态后,磁力线排斥物体,使超导体的磁感应强度始终保持为零,即“完全抗磁性”,又称“迈斯纳磁力”影响”。
图片来源:英文维基百科至此,人们已经了解了超导体的两个最基本的特性:零电阻效应和完全抗磁性。
图片来源:Rick/Adobe
零阻抗意味着电流可以零损耗传输。据专家介绍,如果节省传输损耗,人类能源可以使用100-200年。
它是完全抗磁性的,可以产生强磁场,因此可以用于医院的核磁共振成像和磁悬浮列车......
老胡看到这一幕,才真正明白大家为何如此激动。
韩国队做了什么?
韩国团队《第一个室温常压超导体》发表的第一篇论文声称,改性铅磷灰石(LK-99)可以在常压条件下在400K(127 )以下的温度下表现出超导特性。
纸质LK-99材质(右上)
要知道,3月份闹得沸沸扬扬的美国RangaDias团队,仍然需要10000个标准大气压的压力和21 的临界温度。
该页面发布几个小时后,arXiv网站上发布了另一篇具有相同标题和更多详细信息的文章。
图片来源:arXiv,另一篇论文
不知道大家有没有注意到,两篇文章只有两位作者有重叠。
第一篇论文发表后,第二篇论文的作者之一Hyun-TakKim在接受媒体采访时表示:
两篇论文都使用相同的方法,但是论文《Firstroomtemperature常压超导》有很多错误,未经我的许可,这篇论文没有上传到arXiv。
图片来源:威廉和玛丽
有网友表示,团队成员急于发表三位作者署名的论文,或者是因为只有三人才能分享诺贝尔奖。
两篇论文之后,韩国团队发布了一段LK-99“漂浮”的视频,展示了迈斯纳效应。
迈斯纳效应
“有图有真相”,但仍有不少研究人员质疑韩国团队的论文和视频存在问题。
毕竟,您已经看过很多关于室温超导的学术乌龙。
1987年,一种名为YBCO的化合物被发现是一种高于液氮温度的高温超导体。
图片来源维基
此后,科学家和他的同事们继续寻找在室温下起作用的超导体的痕迹,但最终发现这些“痕迹”在仔细观察后消失了,而他们寄予厚望的各种化合物也被证实只是虚幻的。“室温超导体。”今年3月,纽约罗彻斯特大学物理学家RangaDias及其团队宣布,他们使用一种新方法在1GPa压力和294K(21摄氏度)常温下观察到了这一现象。由氢、氮和镥组成的材料。许多业内人士质疑这种材料的超导性能。
早在2020年10月,Dias团队就在《自然》杂志上发表论文,声称超导临界温度已升至15 ,但该论文最终因数据处理不合格而在两年后被撤回。
图像来源的性质
Dias最近因在《物理评论快报》(PRL)发表的一篇文章中伪造数据而因学术不端行为而被撤回。
此次,韩国团队的论文发表在预印本网站arXiv上。该网站发表文章门槛很低,论文鱼龙混杂,质量难以保证。
至于到底是重大突破还是学术乌龙,这一次“子弹”可能不会飞太久。
图片来源:知乎
不少网友表示,这部作品呈现了比较详细的合成方法,而且条件并不苛刻。也许大量的重复性工作已经在进行中。
如果这是真的,会产生什么影响?
如果韩国的超导是真的,那么人类文明可能会在物理层面上被彻底摧毁。
正如老胡上面提到的,材料实现超导的条件比较苛刻。
目前的条件只能支撑在极高压或极低温下实现超导态,其高昂的成本和阶段性的限制可想而知。
如果超导能在常温常压下使用,一切就迎刃而解了。
微芯片、大型网络传输甚至量子计算机、核聚变等新领域都可能被颠覆。
图片来源:知乎
以我们普通的电器产品为例,超导体没有电阻,彻底解决了电阻损耗的问题。
超导计算机不再需要考虑散热问题,变得更薄、更轻,运行速度也显着提高;家庭用电量将大幅减少;电动汽车将完全取代燃油汽车。
从能源角度来看,超导技术可用于生产高效储能装置,可显着促进可再生能源的发展,减少对化石燃料的依赖。
还有磁悬浮。超导材料的问世可生产高速超导磁浮列车,磁浮轨道交通正在大规模建设。
大家大概都看过电影《阿凡达》,潘多拉悬山其实和超导有关,山里的神奇矿石就是常温下的超导矿石。
《阿凡达》神秘的悬山和常温超导矿石
也许电影之外的现实世界在不久的将来真的可以期待室温超导体。
参考:
网易新闻、量子比特、每日经济新闻、澎湃新闻、天力研究院
编辑:不要吃麦芽糖
页面更新:2024-03-12
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