即使室温超导的再现不成功，多一些期待总是好的

文字| 何前明

编辑| 程曼琪龚芳怡

韩国学者团队发表两篇论文，宣布物理学领域取得重大突破，世界震惊和怀疑。 有同事试图通过反复实验或计算来验证可行性，也有学者提醒公众不要兴奋得太早。 如今重现实验有了新进展——整体情况并不乐观，但积极的证据已经出现——学术界还在疑惑，资本市场也被点燃了。

这是这十天来围绕室温超导突破所发生的一系列事情。

“从小方面来说，这是诺贝尔奖的工作。从大方面来说，这是一项改变人类发展进程的研究。” 东南大学物理学院教授孙悦告诉《晚点晚报》。 他从事超导研究十几年，经历过四五次类似的室温超导突破“乌龙事件”，这次依然快速跟进再现，“室温超导的突破真的很重要” ”。

这或许也可以解释为什么像室温超导这样的科学研究很少。 研究团队一次又一次地宣布重大突破，但很快就被抛在一边，因为其他团队无法重现这些结果。 不过，只要有另一个研究团队宣布新的突破，仍然会引起关注和跟进。

当韩国科学技术研究院在7月22日宣布可以在特定的室温常压环境下制造出一种名为LK-99超导的材料时，有比较完整的材料制作步骤、实验数据和一些磁悬浮视频。 ，人们的期待再次被填满。

那些投入资源试图重现该研究的团队主要期望能够在室温和低于127°C的压力下检测到样品中同时存在的两个特征：

零阻力。 就像有一条河流，水在河流中流动会遇到石头、树枝等障碍物，就像电流在电线中流动会遇到阻力一样。 正如河流中的障碍物减慢水流并产生涡流一样，阻力会减慢水流并产生热量，这意味着电力损失。 在超导体中，电阻消失。

完全防磁。 将普通材料置于磁场中，磁力线通常会穿过它们。 但超导体可以完全将磁力线弹开。 如果将超导体放在磁铁顶部，超导体将被推开并悬浮在空气中。 超导体隔离磁场的同时，也使外部磁场变得更强，几乎没有能量损失。 因此，通常采用超导体作为超磁体。

依托超导体的零点电阻和抗磁性等特性，科学家打造出核磁共振仪器，有效推动了可控核聚变、量子计算机等前沿技术的研究。 现在要让这一切发挥作用，需要花费大量成本来创造一个极低的温度（-269℃~-196℃）环境。 医院里的核磁共振机充满了液氦，价值数十万美元，并且保持在极低的温度下，每隔几个月就需要定期补充； 超导量子计算机仅需要数百万甚至上千万元的冷却设备。

如果室温超导能够实现并大规模推广，超导材料和应用将不会昂贵，同时，一些目前不可能的事情也将成为可能。 从建设更高效的电网到让更多患者使用廉价的核磁共振检查，时速600公里甚至更快的磁悬浮列车可能会像高速列车一样受欢迎，而研发可控核聚变和量子技术的难度电脑会有所不同。 下降。

样品未再现超导特性，计算模拟显示“可行”

在过去的一周里，孙悦教授和他的团队成员只能在实验之间短暂休息。 从他们看到韩国团队论文的那一刻起，他们就采取了行动，购买了材料，并根据韩国研究团队公布的实验细节重现了研究。 忙的时候，他们每天要工作20多个小时。

“论文中仍然存在不一致和含糊之处，例如‘前体’烧结（一种材料加工方法），最初在空气中陈述，但在真空中显示；因为他们给出的铜和磷元素的比例不能制造前体。 ” 孙悦说道。

根据以往的研究经验，他们在模糊的地方做了不同的尝试，将3对设置成对组合，包括不同的烧结环境（真空或空气）、两种不同的材料配比和两种不同的烧结时间（10小时或20小时） ，最后制作了8个样品，借助“X射线衍射”分析，发现“结构与韩国团队的基本相同”。

遗憾的是，他们未能找到表明样品是超导体的迹象——几乎没有抗磁性，更不用说悬浮了。 北京航空航天大学材料科学与工程学院和印度国家物理实验室得出的结论与孙悦团队的结论相似。

不过，华中科技大学材料学院等一些团队在复制方面已经取得了一些进展。 其团队成员8月1日在B站发布的视频显示，当用磁铁从下方接近样品材料时，它会“站起来”，表现出与LK-99（掺铜的铅磷灰石）相同的特性。 类似的抗磁特性。

但这一特性并不能决定它是否是超导材料。 视频中也未显示电阻测试的结果。 “只有几十微米大小的样品，电阻测量会破坏样品，正在制作新一批样品。” 华中科技大学研究员表示。

除了直接燃烧样品进行复制之外，一些研究人员还利用超级计算机模拟来观察这种新材料成为室温超导体的可能性。 同样在8月1日，美国劳伦斯伯克利国家实验室研究员Sinéad M. Griffin在arXiv上发表论文，声称使用美国能源部的超级计算机模拟LK-99材料，相信它具有现实世界中的室温超导材料的特性。

没有任何团队真正复制出韩国团队声称可以实现室温超导的材料。 科学家们也纷纷质疑，认为韩国团队制造出来的可能只是“常温下抗磁性较弱的材料，而不是超导体”。

但这次韩国团队的研究重现比之前的室温超导研究要好一点。 这种微妙的变化也让资本市场兴奋不已。 A股市场多只超导概念股已连续两日涨停，美股美国超导股一日涨幅达60%。

韩国研究人员仍在添加更多有关实验过程的信息。 他们在采访中提到，石英管在实验过程中破裂了。 “高温氧气什么时候进入？会不会有催化作用？” 清华大学物理学教授认为，这些因素可能直接影响样品的烧结过程。

随着新信息的出现，新一轮的复发研究仍在继续。 根据石英管破裂的信息，孙悦将继续调整测试流程，比如在样品烧结的不同阶段添加氧气和空气，以模拟破裂的影响。 他还在考虑尝试不同的冷却方法。 在8个样品的第一轮烧结中，他们选择让样品缓慢冷却，然后他们可能会尝试直接高温淬火，这也可能会影响样品的特性。

韩国这项RTS研究的另一个变数来自于研究团队本身。 该研究的主要作者之一Sukbae Lee在接受韩联社采访时表示，研究团队尚未准备好发表该论文，但同事们在未经其他作者同意的情况下发表了该论文。 该团队目前正在要求 arXiv 删除这篇论文。 截至发稿，该论文尚未下架。

反复希望和失望的领域

1911年，荷兰物理学家海克·卡默林·翁内斯（Heike Kamerlingh Onnes）借助-269℃液氦发现了令人惊叹的超导现象后，研究人员开始利用极低温这一“工具”对周期性材料进行实验表中发现，只要温度足够低，大多数元素都可以超导，并具有物理学家瓦尔特·迈斯纳等人于1933年发现的抗磁性特性。

但很快瓶颈就出现了，研究人员意识到他们发现的材料实现超导的最高温度低于-243℃。 正如现在许多研究人员宣布发现了室温超导材料一样，当时不同的研究团队也宣布发现了临界温度更高的超导材料，但同样难以重现。

-243℃成为当时科学家普遍认为的极限。 它像一个玻璃穹顶一样笼罩了整个行业，让很多研究人员认为这条路不合理，甚至转行。 超导研究一度陷入低谷。

直到1986年，超导发现75年后，IBM研究员Georg Bednorz等人用陶瓷材料突破了超导的温度极限，开启了“高温超导”时代的研究。

所谓高温超导实际上只是比较“高温”，这些超导材料所需的最高温度仍然是负-196℃。 但近50度的温差却带来了很大的优势。 超导材料的冷却工具变成了液氮，比原来用于冷却超导材料的液氦便宜90%以上。

这一突破的更大意义在于，它打破了研究者心中的自我限制，让更多的人敢于追求比高温超导更宏伟的目标：“室温”超导体。

室温远高于“高温”温度范围，“高温”温度范围是指地球上的正常环境范围，业界通常默认为27°C。 在过去的十几年里，多个实验团队声称已经实现了室温超导，甚至研究人员和团队已经发现了两次：

2016年，德国莱比锡大学团队在《新物理学杂志》上发表论文，声称在巴西石墨矿中发现了室温超导体。

2018年，印度科学技术研究所的一个团队在arXiv上发表论文，宣布发现了室温超导材料，并公布了一些实验数据。

2020年和2023年，罗切斯特大学物理学教授兰加·迪亚斯（Ranga Dias）两次在《自然》杂志上发表论文，宣布发现室温超导材料，但需要高压环境。

中国科学院物理研究所研究员罗惠前在《超导“小时代”》一书中总结了这些“室温超导”研究的共性：“很难经受推敲和研究，而且它们很难通过重复实验来验证——有的根本没有公开成分结构或制备方法，有的实验现象很可能是假的，有的实验数据很可能不可靠。”

最终的结果就是这些所谓的重大突破被抛在了一边。 例如，Langa Diaz 2020 年发表在《Nature》杂志上的论文，因同行提问过多而被迫撤稿。

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