室温超导体和LK-99：需要了解的内容 - 彭博社

Asad Zulfiqar

一名技术员正在调试一种实验性超导体。

摄影师：张亚子/盖蒂图片社

超导性正在受到关注。开发无电阻输电技术的概念令人心动，因为这有可能彻底改变能源行业，减少浪费，降低账单，并有助于遏制全球变暖。但是迄今为止，超导性只在极端温度（如-269摄氏度（-452华氏度））或压力下实现，限制了其在医院MRI扫描仪等少数昂贵应用中的使用。这就是为什么今年关于发现第一种室温超导体技术的突破性声明引起了世界的关注，并引发了韩国和中国某些股票的飙升。一些科学家对LK-99超导体表示了严重怀疑，但由于其有可能改变我们所知的生活，这一概念已经成为备受尊敬的研究人员、Twitch主播和TikTok名人等所有人的痴迷。

1. 什么是超导体？

电的善变性曾经迷住了本杰明·富兰克林和尼古拉·特斯拉等人。在正常情况下，电很难从一处发送到另一处，因为电子会相互碰撞，产生热量并降低功率。超导体是一种在某些条件下几乎零电阻地传导电流的材料。目前已知它们只在极端冷却或极端压力下表现出这种特性。1911年，汞成为第一种发现具有这种特性的材料。此后，人们发现金属合金、陶瓷和其他材料在超冷时可以几乎零电阻地传导电流。

2. 什么是室温超导体，为什么它很重要？

室温、常压超导体可以在不受阻力的情况下传导电流，而且无需冷却到接近绝对零度或施加巨大压力。创造和扩大这种材料可能会彻底改变电力输送方式，并减少温室气体排放：例如，可再生太阳能或风能可以被送往遥远地区而不会有显著损失。它们可能极大地提升使用电磁的任何设备的可行性，并加速商业可行聚变反应堆的发展。《科学》杂志称之为“所有材料科学和凝聚态物理中最令人追求的目标之一”。

3. 目前超导体被用于什么？

它们被用来制造强大且更高效的电磁体，可用于制造一些磁共振成像（MRI）机器中的线圈，使医生能够检查软组织。日本使用超导磁体通过磁悬浮将列车悬浮在轨道上，消除摩擦。这些超导磁体还是欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机以及核聚变研究的关键。微软公司和谷歌旗下的量子计算机也依赖于超导体。

4. 什么使超导性如此困难？

对超导体的许多研究集中在当它们被彻底冷却时材料内部发生了什么的理论上。最近，科学家们利用计算建模来确定可能的原子排列和材料的化学性质，这些可能创造出在不同条件下工作的超导体。但仍然存在着大量可能的组合需要测试。

5. 有什么新的声明？

首尔的量子能源研究中心和韩国科学技术研究院的材料科学家发表的两篇论文声称他们首次合成了一种室温超导材料“LK-99”。这种化合物由铅、磷和氧组成。研究人员声称已经通过展示材料在电流通过或暴露于磁场时的反应来证明LK-99的超导性，而无需冷却材料或将其置于压力之下。这些论文是在预印本中分享的 — 意味着这项工作尚未经过专家同行评审。然而，这些论文激励了全球的研究人员和实验室尝试复制这些结果。至少有一个人在Twitch上直播他的努力。

6. 其他科学家怎么说？

研究的消息引起了兴奋和怀疑的混合情绪。 一段 附带视频 看起来显示了一块材料部分悬浮在磁铁上；其他科学家表示，如果它展示超导性，它将完全悬浮。 马里兰大学凝聚态理论中心 直截了当地表示：“LK-99 不是超导体。” 印度和中国的两个独立研究团队声称已经重新制造了LK-99，并确认结构与原始论文一致，但没有发现超导性的证据。 中国另一个实验室报告了LK-99的一块悬浮样本，但这并不一定证明超导性。 劳伦斯伯克利国家实验室的 Sinead Griffin 对LK-99的性质进行的研究发现，超导性是一个解释，但“像金属绝缘体转变、电荷密度波”等其他现象也可以解释结果。 这种材料至少看起来是不寻常的，研究人员正在继续探究其性质。

7. 这是第一次提出这种主张吗？

不，最后一次声称制造室温超导体的声明发表在 《自然》杂志 中，时间是2023年3月。 该论文受到了一些怀疑，因为其作者在同一杂志中发表了一篇2020年的论文声称取得了同样的突破，而《自然》在2022年撤回了该论文。 关于其他材料的室温超导性的声明已经提出过，但这些声明要么需要巨大的压力，要么没有得到其他研究人员的证实。

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