韩国一团队宣布发现室温常压超导体的消息引发震动,众多科研人员和业余爱好者纷纷展开了重复性实验。不过,对这个热议结果的实验和理论重复不尽如人意,研究人员仍深表怀疑。
7月25日,首尔初创公司Quantum Energy Research Centre的Sukbae Lee和Ji-Hoon Kim领导的团队在arXiv上发布预印本论文,报道了一种名为LK-99的铜、铅、磷和氧的化合物,能在常压和127°C(400开尔文)的临界温度下实现超导。该团队表示,他们的样品展现出超导的两大关键特征:零电阻和迈斯纳效应,即材料能排斥磁场,从而使样品悬浮于磁铁之上。
之前的尝试只能让材料在极低温或极高压的条件下实现超导。目前尚无材料被证实是环境条件下的超导体。LK-99宣称的超导性立即引来了科学界的审视。加州大学戴维斯分校的凝聚态实验学家Inna Vishik说:“我的第一反应是‘不’。这些材料也会被叫做‘不明超导体’,总是雷打不动地出现在arXiv上,每年都会有一个新的。
”超导性对计算机芯片和磁悬浮列车等技术具有潜在影响,这方面的进展也因此受到追捧,但Vishik指出,这种狂热可能有些过了。历史上,超导领域的进展对基础科学意义重大,但对日常应用影响很小。Vishik说,没有人能保证室温超导体有任何实际应用价值。最早一批重复LK-99结果的尝试并未提升这种材料的前景。这些研究都无法提供任何超导性的直接证据。
印度国家物理实验室和北京航空航天大学分别开展了独立的重复实验。两个团队都合成了LK-99,但并未观测到超导的迹象。南京的东南大学开展了第三项实验,也未发现迈斯纳效应,但在LK-99处于−163°C(110K)时测量到了零电阻——该温度远低于室温,但对超导体来说算是高温。理论学家们也加入了这场争论。
多项研究用名为“密度泛函理论”(density functional theory,DFT)的计算方法计算了LK-99的电子结构。DFT的计算揭示了在其他材料中与铁磁性和超导性这类行为相关的电子特征。但这些研究都没有发现LK-99可能是环境条件下超导体的证据。