Nature：研究人员找到了 LK-99 不是室温超导体的证据

Nature：研究人员找到了LK-99不是室温超导体的证据研究人员似乎已经解决了LK-99的难题。科学探索工作已经发现了该材料不是超导体的证据，并阐明了其实际特性。这一结论让LK-99——一种铜、铅、磷和氧的化合物——被证明是第一个在室温和环境压力下工作的超导体的希望破灭。相反，研究表明，材料中的杂质（特别是硫化铜）导致其电阻率急剧下降，并在磁体上显示出部分悬浮的特性，这些特性与超导体所表现出的特性类似。加州大学戴维斯分校的凝聚态实验学家InnaVishik表示：“我认为事情到此已经相当清楚了。”16日，德国斯图加特马克斯·普朗克固体研究所的一个独立团队报告了6个合成的纯LK-99单晶。与之前依赖坩埚的合成尝试不同，这次使用了一种称为浮区晶体生长的技术。这使得研究人员能够避免在反应中引入硫，从而消除Cu2S杂质。结果是透明的紫色晶体——纯LK-99，或Pb8.8Cu1.2P6O25。与杂质分离后，LK-99不是超导体，而是电阻达数百万欧姆的绝缘体，对于标准电导率测试来说太高了。它显示出轻微的铁磁性和抗磁性，但不足以实现部分悬浮。“因此，我们排除了超导性的存在，”该团队总结道。研究小组认为，LK-99中出现的超导迹象是由Cu2S杂质引起的，而其晶体中不存在这种杂质。——

Nature发文：室温超导体将如何改变科学？

Nature发文：室温超导体将如何改变科学？答案取决于应用的领域，以及假设的材料是否还具有其他关键品质。但至少在一些科学领域中，尤其是那些使用强磁场的领域，更好的超导体可能会产生巨大的影响。超导体是一种在一定温度下能够无电阻传输电流的材料，因此不会产生废热。但所有已确认的超导体都只在低温或极端压力条件下或两者兼而有之的情况下才表现出这种特性。超导相变时热容（c(v)，蓝色）和电阻率（ρ，绿色）的行为这种材料在实验室中已随处可见，因为研究人员能够使用一系列技术来降低它们的温度，尽管这会增加实验的成本和复杂性。但在日常应用中，超导体的低温要求是一道难以越过的门槛。一个极端的例子是大型强子对撞机（LargeHadronCollider，LHC），它是欧洲核子研究中心（CERN）的加速器。为了让质子在27公里的圆圈内运动，大型强子对撞机利用温度仅为1.9开尔文（-271.25ºC）的超导线圈产生强磁场。要做到这一点，首先需要一个包含96吨液氦的低温系统。这是世界上同类系统中规模最大的。欧洲核子研究中心磁体研究员、核工程师LucaBottura曾表示，“如果我们不需要极端温度，工程设计就会大大简化。”因此，能在室温下或接近室温工作的超导体将迅速彻底改变许多科学领域。但科学还没那么快到达这一目标。量子问题以量子计算机为例，这项新兴技术有望解决经典计算机无法完成的某些任务。而构建量子计算机的主要方法之一是将信息存储在超导材料环中。量子计算机这些超导材料被冷却到接近绝对零度（-273.15ºC），然后被装在昂贵的、类似于俄罗斯套娃的设备中，这种设备被称为稀释冰箱。稀释冰箱在基于超导体的量子计算机中，温度升高哪怕是零点几度，性能也会迅速下降，其原因与超导性无关。超导量子计算的共同发明人中村泰信（YasunobuNakamura）认为，量子计算对任何类型的噪声都极为敏感，而热振动则是一个主要敌人，它会产生虚假的“准粒子（quasiparticles）”。他提到，在100-150毫开尔文左右，就可以看到热激发准粒子的对抗效应。在其他情况下，实验本身可能不需要极度低温，但超导体仍需要保持比其转变为超导时（即Tc）还要低得多的温度。超导体的物理特性各不相同。但在许多应用中，尤其是在高磁场磁体中，有两个特性至关重要：临界电流和临界磁场。这是因为超导电性不但会在温度升高时丧失，而且还会在材料被推动承载超过一定量的电流或暴露在足够高的磁场中时丧失。麻省理工学院的低温系统中包裹着具有高转变温度的超导体.Credit：DavidL.Ryan/TheBostonGlobeviaGetty最重要的是，临界磁场和临界电流都与温度有关：温度越低，材料所能承受的电流和磁场就越大。因此，虽然超导体的Tc很高，但这并不意味着它可以在低于Tc的任何温度下使用。在许多应用中，超导体的性能会随着系统温度的降低而提高。幸运的是，目前发现的最好的超导体，包括一类叫做铜氧化物（或铜酸盐）超导体的超导体，只要保持足够低的温度，也能承受非常高的磁场。在现场四年前，位于佛罗里达州塔拉哈西的美国国家高磁场实验室（NationalHighMagneticFieldLaboratory，NHMFL）曾使用一种铜氧化物来获得稳定（非脉冲）磁场强度的记录。NHMFL的超导线圈能产生45.5特斯拉的磁场，但前提是它们必须保持在液氦中，即低于4.2开尔文。NHMFL首席科学家、物理学家LauraGreene说：“我们使用高-Tc超导体不是因为它们的Tc值高，而是因为它们的临界磁场高。”美国另一个国家实验室，位于新泽西州的普林斯顿等离子体物理实验室（PrincetonPlasmaPhysicsLaboratory，PPPL）的机械和电气工程师YuhuZhai说：“如果你想要一个高磁场磁体，那就在尽可能低的温度下运行它，因为那是你获得超导性真正力量的地方。”欧洲核子研究中心正在探索未来粒子对撞机的选择，该对撞机最终以比大型强子对撞机高七倍的能量粉碎质子，物理学家们希望能在这个范围内发现新的基本粒子。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机与超级质子同步加速器的地图要达到这些更高的能量，粒子必须使用更高的场或沿着更长的加速器环路进行加速，或者两者兼而有之。为了建造这样一台机器，物理学家梦想在大型强子对撞机旁边挖掘一条长达100公里的环形隧道。但即使有这么大的环形隧道，像大型强子对撞机那样的超导磁体，即带有铌钛线圈的8特斯拉怪兽也无法产生所需的磁场，估计至少需要16到18特斯拉。对此，Bottura认为，“在这一点上，我们显然必须转向其他材料。”目前的高Tc超导体可以实现这一目标，但可能需要将其保持在液氦温度下。中国提出的类似加速器：即环形电子-正电子对撞机，也将使用高Tc超导磁体。北京高能物理研究所所长王贻芳表示，他们考虑高温超导材料已经有一段时间了，主要是铜酸盐和铁基材料。临界电流然而，铜氧化物的超导体也有其他缺点：它们是脆性的陶瓷材料，生产成本高昂，也很难将其制造为电缆。此外，王贻芳也提到，这种材料的临界电流也太低。而另一类铁基超导体原则上性能更好，成本也只有氧化铜的一半。Bottura和其他人正在研究一种全新加速器的可行性。通过用μ介子（类似于电子但质量大207倍的粒子）取代质子，对撞机可以研究与100公里长的质子-质子对撞机相同类型的物理学。但研究对撞机的环要小得多，甚至可以放入现有的大型强子对撞机隧道中，让μ介子绕一圈并不涉及强度特别高的磁场。但问题是产生具有适当特性的μ介子束，可能需要高达40特斯拉的磁铁。在这种强度下，问题不再是超导体，而是如何保持线圈的位置，因为电磁线圈内的电流往往会将磁铁推开。而在40特斯拉的条件下，即使是最坚固的钢材也无法承受机械应力。相反，磁体可能需要使用碳纤维等更坚固的材料。(NHMFL磁体对强度的要求没有那么严格，因为它需要在只有几厘米宽的空间内产生高磁场）。因此，在质子对撞机和μ介子对撞机中，超导体将会发挥巨大作用，但也可能出现其他工程挑战。融合之旅然而，在另一类旨在利用核聚变能的机器中，结构强度已经成为了严重的制约因素。长期以来，一种既定的聚变方法是使用排列成圆环形状，也被称为托卡马克（tokamak）的磁体来限制等离子体，将等离子体加热到数百万度，将氢的各种同位素碰撞在一起。世界上最大的实验性托卡马克名为ITER，正在法国南部建设，它将使用大型液氦来冷却磁体并产生接近12特斯拉的磁场。但根据Zhai的说法，工业和公共资助的实验室都在努力设计基于高Tc超导体的托卡马克磁体。原因有很多，如更高的磁场可能会大幅提高聚变反应堆燃烧燃料的速率，从而在原则上提高可产生的能量，但从聚变中提取能量的许多关键步骤尚未得到证明。工业努力增加高Tc磁性材料产量的一个积极结果是让它们的成本降低了，但它们仍比铌-钛材料昂贵得多。此外，Zhai还表示，托卡马克最终应该放弃液氦冷却。一方面是因为冷却系统复杂难建，另一方面是氦作为稀缺资源，难以建造数百个使用液氦的ITER大小的反应堆。Greene认为，寻找更好的超导材料是一项高风险的任务，迄今为止成功的案例寥寥无几。尽管如此，她还是说到：“这是一项艰苦的工作，也是一项令人兴奋的、正在改变世界的工作。”参考资料：https://www.nature.com/articles/d41586-023-02681-8...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388387.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388387.htm

韩国超导低温学会：LK-99不是常温超导体 没有表现出迈斯纳效应

韩国超导低温学会：LK-99不是常温超导体没有表现出迈斯纳效应然而，事件又出现了翻转。据财联社援引韩联社的报道，韩国超导低温学会应询表示，韩国量子能源研究中心研究团队所合成的“LK-99”并非常温超导体，因为它并没有表现出超导体的特征。8月2日，国超导低温学会宣布组成专家验证委员会对该物质进行科学研判。报道称，该委员会解释称，超导现象意味着特定物质会消除电阻，并产生挤出内部磁场的“负效应”，但在与LK-99相关的视频和论文中，并没有出现这种迈斯纳效应。快科技了解到，迈斯纳效应是超导体从一般状态相变至超导态的过程中对磁场的排斥现象，于1933年时被瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森菲尔德发现。1933年德国物理学家迈斯纳（W.Meissner）和奥森菲尔德（R.Ochsenfeld）对锡单晶球超导体做磁场分布测量时发现，在小磁场中把金属冷却进入超导态时，体内的磁力线一下被排出，磁力线不能穿过它的体内，也就是说超导体处于超导态时，体内的磁场恒等于零。超导体一旦进入超导状态，体内的磁通量将全部被排出体外，磁感应强度恒为零，且不论对导体是先降温后加磁场，还是先加磁场后降温，只要进入超导状态，超导体就把全部磁通量排出体外。此外，超导体还是完全的抗磁体，外加磁场无法进入或（严格说是）无法大范围地存在于超导体内部，这是超导体的另一个基本特性。按照传统的定义，超导指的是在特定的温度、压力条件下呈现出电阻等于零的特性以及具备完全抗磁性的材料。就相当于电子在没有电阻的情况过材料。打个比方：就好像一个人可以高速行驶穿过拥挤的市中心，永远不会撞到红绿灯。所以，超导也也被称为“当代科学的明珠”。想象一下，在电阻几乎消失、能源传递耗损几乎为0的条件下，人类整体能源传输效率，将达到史无前例的高度。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374815.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374815.htm

美国超导股价暴涨150% 一文读懂常温常压超导体影响

美国超导股价暴涨150%一文读懂常温常压超导体影响常温常压超导体被视为现代物理学的“圣杯”之一。如果实验结果能够复现，它将成为物理学界重大突破，足以摘得诺贝尔奖。不过，韩国研究人员的论文已经招致外国同行质疑，被认为该结论下的过早，“极有可能是个假象”。先简单了解一下什么是超导体？超导体是指在特定温度下可实现零电阻的导体。很长时间以来，它都无法在实际生活中应用，原因在于它通常需要被冷却至极低温，且需要施加极高的压力才能实现超导性。如果韩国的这项研究得到证实，那么它几乎会像人类发现电一样给社会带来革命性变化。以下是它会带来的七大影响：1.节省大量电力、拯救环境有了常温常压超导体，人类将能够在电力传输中实现零损耗，也不再需要使用发电机将低压交流电转换为适合传输的高压交流电。由于电阻和变压器损耗造成的大量电力浪费显著减少，目前的地球能源将够人类使用远远更长的时间，从而保护环境(前提是能源来自化石燃料)。所以，某种程度上可以说常温常压超导体有助于拯救环境。2.铁路变成磁悬浮列车超导体的抗磁性可以实现磁悬浮。届时，包括公共交通系统在内的人类所有铁路，将能够转换为磁悬浮列车，不再由电力或煤炭驱动。磁悬浮列车将在运行过程中节省能源，并消除对于以化石燃料为动力的车辆需求。3.电子品功耗大幅降低如果超导体可以实现工业规模级生产，它们将取代电子电路中的所有电线。电阻在某些电子元件中是必要的，例如晶体管和电阻器，但如果所有的电线都被超导体取代，那么功率损耗将急剧下降。发动机将变得更有效率，计算机、电话、电机和所有其他电子设备消耗的能源将大大减少。如果我们发明了常温常压超导体，就可以节省大量能源。4.替代能源将取得巨大进步如果人类手中有了这么多的额外电力，我们就可以更有效地收集资源，氢经济将成为可能。我们可以使用额外的电力从海水中提取氢并将其用作燃料，那么会几乎消除对化石燃料的需求。现在，我们有了高效率的发电机和无电阻的电线，对太阳能或风能等其他替代能源的研究也将变得更加可行。5.科学研究成本大大降低现代科学实验会消耗大量能源，因此维持下去的成本相当昂贵。例如，大型强子对撞机需要花费数十亿美元来建造，每次运行时消耗的能源足以够一个小镇使用的。常温常压半导体将会创造出额外能源，这会使得科学实验不像今天这么昂贵，科学家们将有足够的能源来开展他们的实验。此外，节省下来的能源还可以用于其他研究，例如从地壳深处收集稀有元素、设计和构建太空技术以及寻找太空推进的新方法。6.核聚变将成为可行能源如果我们拥有能够承载几乎无限电流而不发热的电线，我们将能够建立令人难以置信的强大磁场，比在托卡马克或实验性聚变反应堆中使用的液态氦-铌-钛-超导磁体产生的磁场强得多。有了如此高的初始能量密度，我们将获得一个自给自足的热核反应，可为地球提供长期的能源供应。7.创造大量就业机会如果这一切成为现实，那么我们将创造出一个巨大的超导磁体市场。从采矿相应的矿石，处理矿物，工业规模级制造，销售给公众以及管理，整个过程都将需要大量的工程师、科学家、技术人员、地质学家、冶金学家、数学家、建筑工人以及涉及管理和商业的人员。这将创造出一个庞大的就业市场。总而言之，常温常压超导体的发现将真正彻底改变人类今天的生活方式。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374381.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374381.htm

上海市超导材料及系统工程中心主任洪智勇：韩国研究团队近期公布的超导体"极大概率"不能实现室温超导

上海市超导材料及系统工程中心主任洪智勇：韩国研究团队近期公布的超导体"极大概率"不能实现室温超导财联社7月30日电，上海市超导材料及系统工程研究中心主任、超导应用研究专家洪智勇在今天上午东吴电子举办的内部电话会上表示，近期韩国研究团队公布的超导体极大概率不是室温超导。洪智勇对财联社记者表示，根据现有情况来看，他们团队报道的测试手段和方法并不是很正统的超导材料验证实验。此前迪亚斯团队公布的实验条件是限制在1万个大气压下，因为呈现数据过于“完美”，数据真实性受到质疑。但这次韩国团队是反过来的，他们报道材料的合成方法非常明确且简单，但测试方式和数据的呈现形式以及数据的严谨程度都非常粗糙，更和国际认可的一些验证超导性能的测试方法差距很大。从目前呈现的数据来看，他们还只是通过合成和参杂，在本应不具备明显电磁特性的铅磷灰石化合物中，发现在室温下具有了一定的导电性和弱抗磁性，但是这个导电性还弱于铜、银等金属导体，这是一个有趣的物理现象，但实验结果离证明样品是超导体或者说样品中含有超导成分还相差甚远。来源：https://www.cls.cn/detail/1418560投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

【韩学会：无证据证实LK-99为常温超导体】

【韩学会：无证据证实LK-99为常温超导体】据韩联社，韩国超传导低温学会验证委员会13日在线发布白皮书称，在综合考量原论文数据和国内外再现实验研究结果后认定，完全没有证据可以证明LK-99是常温常压超导体。验证委指出，此前公开的两篇LK-99相关论文中提出的电阻和磁化率测定值等数据均未能体现超导体的“零电阻”和“迈斯纳效应”（即超导体对外部磁场的排斥现象）特征。验证委还指出，根据LK-99相关论文作者提出的方法，在首尔大学等韩国8个研究所进行的再现研究中，均未能在常温或低温环境下再现超导。