界面新聞實習記者 薛昱婷
室溫超導領域又出“大事”了。
7月22日，韓國研究團隊在預印本網站arXiv發(fā)布論文，聲稱合成了全球首個室溫常壓超導體，臨界溫度為127℃。該網站是以上傳時間證明論文原創(chuàng)性的文檔收錄網站。
超導即超級導電，這一現(xiàn)象是指電流可以在材料中零電阻通過，且具有完全抗磁性。超導體又稱超導材料，指在特定溫度下電阻為零的導體，擁有零電阻、完全抗磁性等特征，廣泛應用于儲能、磁懸浮列車、電力輸送、核磁共振等領域。
室溫超導，即在常溫條件下實現(xiàn)的超導現(xiàn)象。按照凝聚態(tài)物理學標準，室溫指300K（27℃）。日常所說的室溫，范圍則相對較廣。 此前的超導材料，均需要在較低溫度下才能進入超導狀態(tài)。
今年3月，紐約羅徹斯特大學物理學家Ranga Dias及其團隊宣稱通過使用由氫、氮和镥制成的新材料，在1GPa壓強條件和294K（即21攝氏度）的常溫條件下觀察到該材料的超導特性，遭到業(yè)內眾多質疑。
韓國團隊發(fā)布的上述研究論文引發(fā)廣泛討論，原因是其所宣稱的成果較Ranga Dias團隊宣稱的更進一大步。
該論文作者為韓國首爾量子能源中心的材料科學家Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim以及高麗大學的Young-Wan Kwon。他們表示，在常壓條件下，一種改性的鉛磷灰石（LK-99，以Lee和Kim的首字母命名）能夠在400K（127℃）以下表現(xiàn)為超導體。
如果該成果被驗證為真，那么他們不僅實現(xiàn)了常壓條件，還將臨界溫度提升至400K（127℃），大大拓寬超導材料可應用的溫度區(qū)間，人類將進入“超導時代”，能源、交通、量子計算等多領域有望迎來根本性變革。
值得一提的是，該論文發(fā)布幾小時后，另一篇由Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim、Sungyeon Im、SooMin An、Keun Ho Auh及Hyun-Tak Kim六人合作撰寫的、內容更加詳實的同題論文也在arXiv網站發(fā)布。
據《新科學家》報道，有知情者在社交平臺上表示，部分團隊成員對第一篇論文的發(fā)表并不知情，團隊內部存在紛爭。還有評論者稱，團隊成員搶發(fā)署名三位作者的論文，或因諾貝爾獎最多只能由三人分享。
兩篇論文之后，一個展示邁斯納效應的LK-99“懸浮”的視頻被公布。邁斯納效應是超導體從一般狀態(tài)相變至超導態(tài)的過程中對磁場的排斥現(xiàn)象，該效應被視作超導實現(xiàn)的重要特征。
該視頻一出，引發(fā)了更廣泛的討論。不少科學家對此提出質疑，認為韓國團隊的論文及視頻都存在問題。
據《物理世界》等外媒報道，自20世紀70年以來一直從事超導材料研究的馬里蘭大學物理學家Richard Greene評論稱，盡管邁斯納效應的視頻乍看令人印象深刻，但超導并非是能使得物體懸浮的唯一原因。
萊斯大學物理學家Douglas Natelson表示，論文中的一組數據不符合物理原理，“這種相當草率的的差異無法給人們以信心”。
據《科技日報》援引南京大學超導物理和材料研究中心主任聞?；⒂^點，韓國團隊所展示的并非超導現(xiàn)象，而是超導假象。
他分析稱，判斷超導的基本要點有二：一是低溫下的零電阻態(tài)，二是完全抗磁性，即邁斯納效應。韓國研究團隊希望論證，超導是電阻磁化和所謂磁懸浮效應。
一方面，通常零電阻態(tài)需要通過四點法才能標準地測得，盡管論文也采用了四點法，但論文的其中一圖顯示了四個尖銳的針尖作電極，這種方法有時會出現(xiàn)問題。同時，它們的數據當中并未發(fā)現(xiàn)在低溫下有穩(wěn)定的低噪音的零電阻態(tài)，因此從電阻上不足以說明有超導。
另一方面，該韓國研究團隊使用一種名為squid超導量子干涉器件的現(xiàn)代超導量子干涉器件來測量，測量確實在很寬的溫區(qū)，甚至在他們所聲稱的超導溫度之上還能夠發(fā)現(xiàn)所謂的抗磁性。但他們測量零場冷和場冷兩種模式下的分叉點，把所謂的分叉點定義為了大概超導溫度。
聞?；⒈硎?，最簡單的證明方法是看韓國團隊能否為他們所聲稱的超導態(tài)提供科學數據。
“第三個是關于磁懸浮。韓國研究團隊給出了錄像，但該錄像所展示的狀態(tài)與超導磁懸浮有很大的區(qū)別?！睋榻B，超導磁懸浮因為磁通釘扎，超導體和磁體一旦位置固定，就會相當地穩(wěn)定，不需要任何支撐。
韓國研究團隊公布的視頻畫面則顯示，超導體需要一個支撐點，且該物體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，與超導真正的磁懸浮狀態(tài)完全不同。聞海湖稱，根據數據猜測，可能是材料本身存在非常微弱的抗磁，與重力達到某種平衡以后，形成了一個微軟的磁懸浮狀態(tài)，事實上并非超導磁懸浮。
室溫超導領域的學術烏龍并不罕見。
1987年，一種名為YBCO的化合物被發(fā)現(xiàn)為系列液氮溫度以上的高溫超導體。之后，研究人員不斷尋找室溫超導體的蛛絲馬跡，但最終發(fā)現(xiàn)這些“痕跡”均在仔細觀察后消失，曾被寄予厚望的多種化合物都被證實為僅僅是虛幻的“室溫超導體”。
今年3月，因為溫室超導引發(fā)學術風波的Ranga Dias，此前論文曾被撤稿。2020年10月，Dias團隊在《自然》雜志上發(fā)表論文，宣稱將超導臨界溫度提升至15℃，最終因論文數據處理不合規(guī)在兩年后被撤稿。
韓國團隊是否真的在室溫超導領域獲得了重大突破？這一爭議也許很快能得到解決。
多位科學家表示，LK-99的制備過程較為簡易，實現(xiàn)該韓國團隊的研究成果復現(xiàn)并驗證真?zhèn)?，最快只需約一周時間。目前，已有多科研團隊進行相關努力。
Hyun-Tak Kim在接受《新科學家》采訪時表示，他支持任何嘗試復現(xiàn)其團隊研究成果的努力。
英國布里斯托大型超導研究員Nigel Hussey在接受《物理世界》采訪時表示，如果該成果被證實為真，當然是一個非常轟動的突破，但就目前而言，只是聳人聽聞而已。