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华科团队复现室温超导材料LK-99,目前已验证迈斯纳现象,超导时代将来临?
大数据文摘出品
昨天下午15点8分16秒,一位名为‘关山口男子技师’的up主发布了一条LK-99验证的视频,视频中他们按照之前韩国团队之前的论文,复现了“室温常压超导体”材料。
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动图中的小黑点就是团队得到的材料样品。
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放大后的材料呈块状。材料下方放置一个钕铁硼磁体,使磁体以缓慢的速度接近这个样本,随之样本就会直立。当磁体离开样本,样本就会重新下落。
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来,仔细看一下悬浮效果。实验中能够悬浮的角有两个。
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根据目前资料,‘关山口男子技师’的视频是世界上首次成功迈斯纳现象的验证。
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视频下方介绍,本次实验由华中科技大学材料学院博士后武浩、博士生杨丽,在常海欣教授的指导下,成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体,该晶体悬浮的角度比Sukbae Lee等人获得的样品磁悬浮角度更大,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。
该实验在某种程度上证实了材料的抗磁性,但还需要测量材料电阻,不过由于材料太小,不敢进行测量操作,华科团队正在加急炼制第三批。
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第一篇论文:只有三位作者
LK-99是7月26日,韩国在arXiv 上上传了两篇论文,宣称他们合成了一种常压下的室温超导材料,其超导临界温度超过了水的沸点,最高达到 127 摄氏度。
这种材料被命名为 LK 99,是一种铜掺杂的铅磷灰石。
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化学式
华科的这段验证论文,虽然还没有完全证实室温超导,但也说明在韩国团队Sukbae Lee和Ji-Hoon Kim的论文支持下,我们看到的实验,是在短短几天时间里,就取得了重大进展。
我们或许真能见证“室温常压超导体”的诞生。
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正如网友评论,现在我们面临的局面,最低也是获得新抗磁材料,而这已经对人类进步做了一些贡献。
华科团队三次实验后的首次成功
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从‘关山口男子技师’的B站动态以及@知乎网友来去的加菲的梳理,华科团队一共至少进行了三次实验。
第一次实验,大部分样品失败,只有少量样品发现了微弱的抗磁性。
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第二次实验,在一个因为试管意外破裂制备的样品中(存疑),发现存在抗磁性跳变。
第三次实验,成功分离出一个几十微米大小的样品,并成功验证迈斯纳效应。
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迈斯纳效应现象的出现表明韩国团队的报告可能不是完全造假,这个方向上可能有一线希望。
韩国“全球首个室温超导”研究成员之前也回应外界质疑:其团队制造的LK-99室温超导材料或许可以在一个月之内被复制,其成员也会对任何制作LK-99遇到困难的人进行指导。“如果研究人员对我们的成果有疑问,他们就会质疑我们的研究成果。因此,我选择了公开LK-99的制作技术。
这话的言外之意可能是:我们的超导材料出现有一些偶然性,目前没有复现的流水线工艺,但一周内可以被证实真实存在,一月内可以完全复现。
这次,人类或将在有生之年进入超导时代,进入石器、青铜、铁器、蒸汽机、电气信息之后的新纪元。
韩国团队埋头二十年的苦干
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同一天上传的第二篇论文
7月份两篇名为“首个室温常压超导体”的论文出现在了arXiv上。论文表示,通过改良一种铅-磷灰石结构,用铜离子取代铅离子,产生应力,在微结构中引发畸变,从而可以在127℃以下表现出超导性。
论文开头第一句就写道:
我们合成了世界上首个室温常压超导体,临界温度为127℃。
For the first time in the world, we succeeded in synthesizing the room-temperature superconductor (Tc ≥ 400 K, 127 ℃) working at ambient pressure with a modified lead-apatite (LK-99) structure.
两篇文章作者人数不同,但有两位重合。就论文本身内容来看,第二篇更为详尽。两篇论文的一作和二作Lee和Kim,是高丽大学化学系主任TS Chair的弟子。
在1994年,TS Chair就提出了室温超导理论。Lee接过了导师的衣钵,在1995年发表了硕士论文《ISB理论对于超导性的解释》。
1996年,Lee认识了实验化学家、合成专家Kim。两人在1999年发现了超导材料的痕迹。
到2019年,他们已经确认得到了一个室温超导体,并在韩国申请了“生产低电阻陶瓷化合物”专利。
期间,TS Chair过世了,他临终的遗愿,就是弟子们能够找到室温超导体,并且证明他的理论。
2023年3月,团队为室温超导体申请了国际专利。就在同一时间,Ranga Dias宣称制造出室温超导体,轰动物理学界。
从这两篇论文诞生的简史可以看出,这真是埋头20多年的苦干啊,才为为常温常压超导争取到一线生机。
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摘自论文
论文给出的LK-99的制备过程似乎相当简单。样品合成过程具体包括三个步骤:第一步,将氧化铅和硫酸铅粉末在陶瓷坩埚中以各50%的比例均匀混合,混合粉末在725℃的炉中加热24小时发生化学反应。第二步,将铜和铅粉末按比例在坩埚中混合,合成磷化亚铜,让混合后的粉末处于相应的真空封管状态下,然后置于炉内550℃加热48小时。在此过程中,混合材料发生相变,形成磷化亚铜晶体。第三步,将上述两步所得物质磨成粉末,并在坩埚中混合,再将混合粉末真空封管,在925℃的炉内加热5至20小时。
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大道至简!虽然手搓就能拿到LK-99材料,简单到有点不像是真的,但昨天美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员也提交了一份arXiv论文,表示自己证实了LK-99存在超导特征。
具体我们能多大程度上接触到常压室温超导,期待更多行业大佬给出论据,让子弹先飞一会儿~
毕竟昨天,北航的研究人员在arXiv上提交了论文,称实验结果未发现LK-99的超导性:
从电输运性质来看,LK-99更像是半导体;从电阻率看,LK-99与超导体的零电阻不符。
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北航团队论文
东南大学孙悦教授(B站Up主“科学调查局”)在B站公布的全流程复现的初步结果:无超导,弱抗磁。
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而在知乎问答,《韩国研究人员声称发现常压室温超导材料,具体情况如何?可信度有多高?》下,知乎网友@半导体与物理发现了抗磁,半悬浮。这被外国网友评价为:Second #lk99 replication from China。
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参考文献:
https://mp.weixin.qq.com/s/5Kp9nimQUM5ptpz-LtpoCA
https://mp.weixin.qq.com/s/j-x1xhpbcGATrn2HTDV4FQ
https://mp.weixin.qq.com/s/xFYTXsBHzPCzBdnPh5P-mQ
原标题:《世界首次!华科团队复现室温超导材料 LK-99,目前已验证迈斯纳现象,网友:超导时代即将来临?》
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