LK-99超导体：或许是突破，或许并不那么显著
LK-99超导体：或许突破，或许不显著
今年7月底，韩国科学家宣布在超导体领域取得了潜在突破，他们的声明引起了世界各地研究人员的兴奋和怀疑，他们纷纷试图复制这些实验。
这种能够在室温和常压下工作的超导体是材料科学中的一个圣杯，梦想家们认为这一发展可以最大化我们能源电网的效率，提高核聚变能源的产量，加快量子超级计算机的进展，或者帮助开启超快速交通的时代。
然而，目前，LK-99超导体的故事仅局限于实验室中的研究。
7月22日，韩国物理学家在arXiv上上传了两篇论文，这是一个用于预印本研究的库，这种研究尚未经同行评审并发表在科学期刊上。这基本上就像上传你的作品的初稿。研究人员声称他们利用掺杂了铜的“改性铅磷灰石结构”制造出了第一个室温超导体，被命名为LK-99。
团队提供的“证据”之一是一个显示该化合物在磁铁上悬浮的视频，这是超导材料的一个关键特征。
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这些大胆的声明在该领域的专家中引起了轰动。
“这些化学物质非常便宜且不难制造，”澳大利亚伍伦贡大学的材料科学家王晓林说道。“这就是为什么它对该领域来说像一颗核弹。”
但是，韩国实验室发生的事情只是弄清楚这些结果是否真正对技术及其在我们生活中的作用具有实际意义的第一步。我们需要更多的数据，并且有理由保持谨慎。
超导体的工作原理
一个真正的室温超导体将是一件大事，值得大肆宣扬。我们用来传导电力的现代材料，例如为您家提供能源的铜线，效率低下。当电子在导线中碰撞材料的原子时，会产生热量并导致能量损失。这就是电阻，使得电力在输电线路上流失了高达10%。电子设备中也会发生能量损失。
但是，如果导线和输电线路由超导材料制成，您几乎可以抵消这些损失。电子在材料中行进时会形成成对，并且不会与原子碰撞太多，使其能够自由流动。
超导材料已经存在并且在世界各地的各种应用中使用，例如磁共振成像仪。然而，这些材料需要极低的温度（接近绝对零度，约为华氏零下459度）或极高的压力（超过大气压力的10万倍）。
与此同时，中央日本铁路正在建造一套超导磁悬浮系统，以将乘客从东京运送到名古屋。SCMaglev列车在超导磁悬浮系统接管之前，使用橡胶轮子加速到每小时约93英里的速度。它应该能够达到每小时311英里的速度。
该过程需要一种超导铌钛合金，该合金使用液体氦冷却至华氏零下452度。
像LK-99这样的室温超导体将使这一过程变得更加廉价，并且避免了氦气的积累。（尽管近年来媒体对氦气的担忧有所增加，但我们不会很快耗尽氦气，但它只在少数几个国家生产，因此供应问题可能导致价格大幅上涨。）
关于LK-99结果的怀疑
王晓林和其他超导专家对最初的LK-99实验持怀疑态度，指出数据存在不一致之处。他指出，在提供更有说服力的实验数据之前，不应过度夸大结果。上周末，他在伍伦贡大学的团队开始努力复制这些结果，但是在样品制备方面遇到了困难。
在接受《科学》杂志采访时，阿贡国家实验室的物理学家迈克尔·诺曼直言不讳。他说韩国团队“看起来像真正的业余人士”。
在以前被称为Twitter的网站X上，LK-99已经成为热门话题。它已正式进入模因领域，每个人都在谈论“漂浮的岩石”，并产生了一些荒谬的说法，许多人注意到大量的账户迅速从推广人工智能投资转向支持超导体股票。例如，自7月27日以来，美国超导公司的股价翻了一番。
甚至ChatGPT制造商OpenAI的首席执行官Sam Altman也发表了评论，开玩笑说：“喜欢这些招聘人员要求有LK-99超过2年的经验的邮件。”
对于LK-99的怀疑是有根据的。多年来，许多团队声称发现了室温超导体。其中大部分声称未能经受科学审查的验证。
例如，在2020年，由纽约罗切斯特大学物理学家Ranga Dias领导的一个团队在权威杂志《自然》上发表了一篇关于室温超导体的证据。但因为对论文中的数据处理和分析方式提出了质疑，该文章在2022年9月被撤回。作者坚称原始数据对他们的主张提供了有力支持，但尚未实现实验的复制。
LK-99的下一步
那么对于你来说，LK-99意味着什么？在这一刻，可能并没有太多意义，除非你想深入探索物理学的奇妙世界并陷入其中。在不久的将来，也可能没有太多意义。
我们仍处于复制LK-99实验的早期阶段，但情况看起来并不乐观。两个独立研究小组于周一发布在arXiv上的两项研究未能复制韩国的研究结果。王指出，中国研究人员在非常小的样品中观察到了该材料的某些超导性行为。
科学通常是一个缓慢的过程。确认韩国团队的工作预计需要一周的时间，但在兴奋已达到顶峰的情况下，理论研究急于试图解释LK-99的特性。
劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家Sinéad Griffin通过超级计算机模拟对LK-99的能力进行了一些分析（Griffin在X上的帖子附有巴拉克·奥巴马扔麦克风的梗图）。这项研究也以预印本的形式发布在arXiv上。
对Griffin的工作发表意见的物理学家对于扔麦克风的参考并不乐观，并且他们并不认为这提供了任何关于超导性的确凿证据。Griffin本人在周三的X帖子中对她的结果进行了澄清，指出这既不能证明也不能提供超导性的证据，但显示了与高温超导体（即远远高于零下452华氏度但远远低于室温）具有共同特征的有趣的结构和电子性质。
即使LK-99被证明是可靠的超导材料，将科学转化为技术也可能是一个更慢的过程。可靠地生产该材料可能需要多年的时间，而Griffin的理论工作也表明合成该材料可能很困难。
LK-99看起来并不像是圣杯，但它可能是一种有趣的材料，开辟了以新的、意想不到的方式寻找室温超导体的可能性。如果它确实导致了室温超导体的发现，那么可能的发展空间将会更大。
阿德莱德大学化学工程学院的高级讲师Giuseppe Tettamanzi指出，科学家们一直在思考用超导电缆代替电网铜缆的问题已经有很长时间了——这种转变可能会带来巨大的能源节省。他还提到了对量子计算机和交通运输领域的好处。
“这里的空间是无限的，”他说。
观察科学的过程令人激动，对LK-99的热情在X上是一种很好的改变，至少对我来说如此。但是，科学行为需要时间，不能对潜在的超导材料带来改变世界的影响跳出结论。所以现在我们等待复制者的努力。
