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2023.10

评论丨室温超导余波未去,为我们留下什么?

作者:黎卓然

近日,Sukbae Lee等人在预印本网站arxiv宣布,其团队制备的LK-99材料(一种铜掺杂铅磷灰石材料)实现了在室温(约400K,127℃)条件下超导,并上传了材料磁悬浮的视频。这一消息不仅引起了学术界的震动,也在社交媒体上引起了广泛讨论。

超导材料的磁悬浮现象

图源:Nature news:Claimed superconductor LK-99 is an online sensation — but replication efforts fall short,Nature网站


其实超导的概念并不新奇,科学家目前也已经发现一些材料在低温或极高压下实现了超导。但低温超导不仅难度大,而且成本高,使得人们在面对超导输电、计算机芯片等潜在的应用领域时,一直期待着能在至今仅存在于理论猜测中的室温超导上迎来真正的突破。因此,室温超导也被誉为“凝聚态物理学的圣杯”,是“物理界的梦想,工业界的期望”。此次LK-99之所以一经登场便在全球掀起热潮,很大程度上是因为这种铜掺杂铅磷灰石材料一转学界通过稀有金属或富氢材料寻求超导突破的主流,而且其成分和合成方法相对简单与廉价,若被证实,具有快速大规模实用的可能。


事实上,室温超导也并非是第一次被宣称实现。今年3月Ranga Dias团队宣布发现了一种镥氮氢材料,实现了21℃的室温超导。但超导现象难以复现加之团队的撤稿风波,使得结论至今仍存在较大争议。


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RangaDias团队宣称实现室温超导

图源:APS(美国物理学会)网站


与此前情况相似,此次韩国团队的宣称也面临着不少质疑。一般而言,超导需要满足零电阻和完全抗磁性(迈斯纳效应)两个特征,而韩国团队及一些复现实验所演示的磁悬浮现象仅仅能作为抗磁性的一个证据,与超导并无直接关联。从目前的研究进展来看,中科院物理所、北京大学、普林斯顿大学等研究院所在arxiv、谷歌平台上发布结果(未经同行评议),都未能观察到超导性。


但在论文发出到全球各科研团队尝试复现的时间里,室温超导不仅得到学界关注,还在社交媒体乃至资本市场上产生影响,一次科学争议逐渐演变成一场大众的狂欢。不少人在戏称超导材料像“炼丹”的同时,抱着“吃瓜”的心态围观超导复现的进展;许多业余爱好者都摩拳擦掌,购置原料尝试复现;bilibili平台上制备LK-99、演示磁悬浮的视频中也有不少人留下“见证历史”的弹幕;8月1日国内超导相关概念股涨停,美股市场上的美国超导更是大幅上涨近150%。


面对室温超导,大众的心态是复杂的,一边不太相信LK-99真的是室温超导材料,另一边却又期望室温超导真的实现了。8月3日环球时报发布社评,指出室温超导即便在当下更像一场炒作,但大众对新技术的渴望使人们仍然有着期盼。但这种对技术的期盼,却被流量炒作利用,隐隐有成为闹剧之势。8月10日,之前两次复现失败的印度CSIR国立物理实验室宣称合成出了新样品,其表现出量子锁定和良好的导电性,其中显示电阻为零的测量仪器是精读很低的万用表。连Awana博士自己都强调,实验并不能证明样品具有超导性,社交媒体上却仍有“室温超导成真?”“室温超导反转又反转”的吸睛言论,甚至出现了“中科院被打脸”这样忽略事实、不顾逻辑的内容。


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左图:印度CSIR国立物理实验室新复现LK-99材料表现出超导性基础现象

图源:@Awana Vps

右图:“中科院被印度打脸”微博

图源:@吃瓜岱宗岱


室温超导的真真假假在社交媒体上多次反转,这种关注和讨论也引发一些学者的担忧。实现磁悬浮和超导性并没有直接关联,部分自媒体将二者等价,夸大其词,存在炒作之嫌。Nature在官网头条发布新闻,将网络上流传的磁悬浮视频称为“Viral videos”(病毒视频)[1];有物理学者也锐评:“除了搞物理的,大家都很关心(室温超导)”。这些声音也为我们的媒介生活敲响了警钟。


在科学研究日益专业化的当下,非物理专业的人士可能难以理解“超导”“迈斯纳效应”等概念,也未必能够理解“磁悬浮”和“超导体”之间的区别,自然需要专业研究者做好科普工作,才能让此类混淆视听的炒作无所遁形。而媒体也应当保持操守,保证科学报道的科学性,承担起社会责任,更好地帮助学界与公众对话。


此次超导引起社会上不小的讨论和关注,一方面体现出当代人对“技术改变社会”的渴望,另一方面也是帮助公众了解一些科学概念、了解科学家在高温超导领域的努力的契机。


而室温超导的余波之中,加强科普工作、健全学界和公众沟通渠道与环境,才是这场“狂欢”应该给我们留下的遗产。


参考资料:

[1]Claimed superconductor LK-99 is an online sensation — but replication efforts fall short:

https://www.nature.com/articles/d41586-023-02481-0

[2] 专访 | 北大物理学院量子材料科学中心研究团队发表论文回应“全球首个室温超导材料”

https://mp.weixin.qq.com/s/5UjJebWR0EC3jrcKcpFmUA

论文见:arXiv:2308.03110

[4] 接近真相?LK-99类超导最可能由Cu_2S结构相变导致,中国科学院物理所论文也来了

https://mp.weixin.qq.com/s/fw9q85T9qua72KQZm1sKuA

论文见:arXiv:2308.04353和arXiv:2308.04344

[5] 「更可能是磁体!」普林斯顿LK-99研究支持北大结果,38页论文提出铜替代铅或不可行

https://mp.weixin.qq.com/s/043ZPobeDQfPVMpjulednw

论文见:

https://drive.google.com/file/d/1ekD2KVV_SUid2wH__o1ODS3hTl1GUFb5/view?pli=1


编辑:zx