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东南大学全球首测LK-99零电阻成功！室温超导复现大爆发，人类历史接近跃迁点

东南大学全球首测LK-99零电阻成功！室温超导复现大爆发，人类历史接近跃迁点

2023-08-03 05:08

新智元报道

编辑：编辑部

【新智元导读】室温超导离人类不远了？凌晨1点，东南大学首次在110K温度下，成功观测到LK-99材料零电阻现象，引来众多网友围观。

室温超导复现实验，彻底进入大爆发期！

就在今天深夜一点多，东南大学物理学教授孙悦发出的B站视频，再次掀起全世界网友们讨论的狂潮。

视频中，孙悦教授表示，团队在110K（-163°C）温度以下的常压条件下，成功观测到了LK-99的零电阻。

这是一个很重要的证据，证明LK-99可能存在超导电性。

不过，孙悦教授也强调称，目前的结果并不能证实LK-99就是室温超导，具体还需要进一步的探索和测量。

虽然只是迈出了一小步，但丝毫不耽误B站网友们再次激动地冲进弹幕区合影打卡。

与此同时，这项研究也再次登顶国外知名论坛热榜。

华南理工大学物理学教授「洗芝溪」对此的评价是——「东南大学的结果非常震撼，甚至比前天华科大的结果还要震撼。」

就在8月1日，华科大团队已经发现了LK-99材料的抗磁性。

也就是在同一天，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心和美国劳伦斯伯克利国家实验室也都通过理论计算，间接证明了LK-99可能有超导性。

这四个研究结合来看，韩国团队研究的置信度似乎又变高了很多。

而如果在大量杂质及常压条件下，就能在110K观测到0电阻，那么只要再提高纯度/增大压力，或许有望得到真正的「室温超导」材料！

如今看来，韩国团队的研究很可能让人类历史提前到达了跃迁点，如果这次点对了科技树，我们的想象力已然可以冲出地球、奔向宇宙了。

为了得到常温常压超导，人类已经努力了100多年

首次在110K以下观测到LK-99零电阻现象

这项工作由侯强、魏伟、周鑫三名学生，以及孙悦教授和施智祥教授共同完成，并且已经上传到了arXiv上。

论文地址：https://arxiv.org/pdf/2308.01192.pdf

实验中，团队共测量了6块样品，但只在一块样品中测量到了零电阻的现象。其他样品表现出的大多数是半导体的行为。

对于测出零电阻的样品，团队也测量了迈斯纳效应（即完全抗磁性），但并没有观察到该效应。

据此，团队猜测：如果样品中的零电阻现象是超导造成的话，那么它超导的组分还是比较低的。

「零电阻」出现了？

可以看到，从300K开始往低温测样品的电阻，通的电流是1mA。

团队表示，因为样品本身有点脆，想做成规则形状的话比较难。因此为了节约时间，就把样品调成了一个不规则形状，用四引线法进行了电阻率测量。

可以看到，在高温下，样品表现出了一些半导体的特性。

而随着温度逐渐降低、达到110K时，样品的电阻基本上降到了0。

具体来说，此时的电阻大约在10^-5到10^-6欧姆，在1mA电流下，此时的电压值大概在10^-8或10^-9伏特，这已经是所用测量仪器PBMS的极限了，所以可以认为观测到了零电阻。

而在250K左右出现了一个很奇怪的电阻下降现象，目前原因还未知，孙悦教授推测说可能是电机做得不够干净。

右图是加了磁场后对样品的超导转变进行了测量。

可以看到，在磁场下，样品的超导转变比较稳定，转变温度只有一点点变化。

不过也可以看出，样品在磁场下的超导转变也有一些奇怪。

比如在低场的时候，随着磁场增加，样品的超导转变区域会更趋向于低温区。

但在9特斯拉和7特斯拉时，这个区域又往高温区回来了一点，原因还无法解释。

LK-99样品纯度高于韩国团队

下图是X射线衍射结果，左边测量的是两种前驱物，右边测量的是团队做出的四个样品。

对比后可以发现，样品的X射线结果和韩国团队的非常吻合。

仔细看下图中，

的峰非常小，所以该团队样品的纯度比韩国团队的还高一些。

华工大佬：结果震撼人心

华南理工大学「洗芝溪」表示，之所以说这次东南大学的结果甚至比前天华科的结果还要震撼，是因为现代磁性测量仪器灵敏度很高，能测到非常微小的磁信号。

然而测出电阻信号，却需要样品连续均匀、电极做得很好、表面未氧化等诸多条件，测量难度大得多。

因此，想要测出零电阻，过程非常费时费力，东南大学团队这么快就测出来，简直出人意料。

来源：洗芝溪

「洗芝溪」表示，这次东南大学实验数据的质量非常高，清晰地展示了电阻下降到0的全过程。

可以说，110K的转变温度，已经远超预期了。第一个拿到诺奖的铜氧化物材料，转变温度也不过二十多k。

至于6个样品只有1个测出了零电阻，应该是因为样品不均匀，掺杂比例的变化幅度比较大。

来源：洗芝溪

PPMS的仪器测量精度也无需纠结，测到了零电阻，那就是零电阻。

而且，电阻温度降低，如果能有三四个数量级的下降，就可能存在超导了，而东南大学的结果甚至还要更好。

或许从今天开始，我们对于室温超导的想象，可以再狂野一点。

来源：洗芝溪

而这一振奋人心的结果，也间接说明，韩国团队数据造假的可能性几乎为0了。

来源：1781的小提琴

知名UP主「图灵的猫」也分析称，这次实验基本证实了第一篇论文不是无稽之谈。对IBS理论和BRBCS理论都有一定支撑，甚至可追溯到上个世纪的苏联。

此外，知友「ALLBLUEandgrey」表示：110K应该在现有的常压超导中也是不错的水平了，虽然没有超过现有的最高温度（135K/138K）。

甚至，已经有网友畅想：人类以后再也不用卷了！

美国研究中心：数据有误

不过，对于东南大学的实验，美国马里兰大学凝聚态物质理论中心（CMTC）却指出，存在数字误画的可能。

CMTC发文称，

从线性比例上看，似乎没有过渡，这非常令人失望，也不是一个好兆头，因为人工合成物也隐约可见。

CMTC表示，这些未经证实的预印本所展示的「物理学」简直是滑天下之大稽。原论文中没有明显的SC转变，T<T_c电阻率是铜的100倍。而东南大学研究也没有这一转变，只有仪器伪影。

这点数据错误，还是京都大学固体量子物性研究室最先发现。

「当纵轴设置为线性标度（原来是对数）时，出现了似乎是超导转变的急剧变化看不见。」

同样，有知友同样指出，研究中电阻曲线跳变不够明显，虽然110k下电阻已经很小，但不能保证是零电阻。

来源：JYNMN

在B站视频的留言区中，也有网友提出质疑，认为电阻数据可信度有问题。

来源：「暗黑森林中的虫子」

西北大学研究：LK-99抗磁悬浮即是超导？

就在8月2日，一篇西北大学研究人员的论文把「LK-99很可能具有超导性」这个结论，似乎又往前推进了一步。

一篇由来自中国西北大学和奥地利固体状态物理研究所的研究人员发表的论文提出，LK-99的结构表明，它应该具有强「顺磁性」。

如果它能呈现出磁悬浮现象的话，原因只可能是来源于超导性，而不是单独的「抗磁性」。

在世界各个团队成功复现LK-99的磁悬浮状态后，严谨的观众都在强调，漂浮现象只能说明LK-99有「抗磁性」，还需要进一步证实，实验材料中的LK-99能在室温下体现出超导性。

论文地址：https://arxiv.org/pdf/2308.00676.pdf

而这篇论文从理论上提供了一个依据，认为现在世界各国复现出来的磁悬浮现象，不可能是来源于「单独的抗磁性」，而根据现有的理论，只可能是来源于超导性。

这篇论文认为LK-99的抗磁现象来源是超导性，因为如果它仅仅只有抗磁性的话，就和论文中的实验和计算相矛盾了。
如果华中科技大学实验的抗磁现象是真的话，这篇论文就提供了一个证据证明了材料的超导性。如果大家对论文的有效性有怀疑的话，请注意其中一个作者的H-index为67。

论文中的基本逻辑

就像前一天爆出的美国国家自然实验室的论文一样，研究人员使用了一种叫做「密度泛函理论」（DFT）的计算方法，来研究铜取代磷灰石的性质。

他们发现LK-99在费米能级（一个关键的能量等级）附近存在一些特殊的「能带结构」。

这种类似的结果在很多已知的超导物质中，往往都代表着很高的转变温度。

而且就像上图d中呈现的一样，这两个「窄能带」每个晶胞有3个电子。因此Cu基本上处于一个有效的电子配置为

的

状态下。而这种「窄能带」结构和

的电子配置都意味着强「顺磁性」。

所以如果像很多人怀疑的那样，复现出的LK-99展现出的磁悬浮状态来源仅仅是「抗磁性」，没有超导性的话，就和论文中的结论相矛盾了。

因此，作者在论文中认为，如果LK-99能展现出磁悬浮状态的话，理论上来看几乎只可能是源于他的超导性。

AI大佬在线吃瓜

室温超导的热度，也惊动到了AI大佬们。

比如，OpenAI的CEO Sam Altman，就调侃道——现在猎头现在招人都开始要「两年LK-99相关经验」了。

不过想想也是，韩国团队跟着导师干了20年，2年经验好像也不算多。（狗头）

OpenAI研究科学家Andrej Karpathy也表示，一个月以前，最火的抓马是马斯克和小扎的决斗。现在应该全网热点应该是马上就要出现的室温超导了。

而且有趣的是，Karpathy似乎还在推文中官宣加入「I want to believe」神教，开启在线祈祷模式。希望能成真！

英伟达高级研究科学家Jim Fan感叹道，怎么忽然一下子，网上的AI专家们就全部变身为材料科学专家，人类「学习」新知识的速度真的比GPT-4还快啊。

同时，他还对人工智能与LK-99的相似之处，做了总结：

- 两者都是「现代炼金术」

- 圣杯比我们想象的要简单

- 有很多超参数需要调整

- 随机种子很重要

- arXiv是新战场

- 扩展是关键

- 每次更新都会破圈

- 推特专家增长最快

- 会有来自大公司的「GPT-4」和来自草根的「Alpaca」

Science再次发文：室温超导？新进展

8月1日，曾在Science上发表过关键性评论的杜克大学博士Derek Lowe，又更新了一篇后续。

首先被提到的，自然就是华科大UP主「关山口男子技师」引爆整个中文互联网的B站视频。

他指出，视频中的LK-99样品可以悬浮在磁体上，并且相对于磁铁本身的方向不同。

这个现象非常重要，如果仅仅是磁性材料，产品就会像指南针一样回到特定的地方。而超导体不同，它是完美的抗磁体，可以排除所有磁场的影响，这就是一个很大的区别。

不过，Lowe也表示，对于视频中样品表现出的磁悬浮，也可能存在其他跟室温超导无关的解释。

与此同时，来自中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心，和来自劳伦斯伯克利美国国家实验室研究员Sinéad Griffin的这两篇论文也极为关键。

从方法上来看，他们都是从LK-99的X射线结构数据开始，通过密度泛函理论（DFT）计算来预测LK-99的超导性。

而且，不约而同地得出了相同的结论：理论上，LK-99存在室温超导性的可能。

这个结论的意义非常重大——也就是说，我们不需要去假设全新的物理学体系，来对LK-99进行解释。

当然，复现室温超导产物并不那么容易，但这也意味着很多人都会尝试一下。

在这过程中，许多我们还未意识到的变量，都可能会增加成功的机会，比如起始材料纯度、氧气的存在、粒径、加热和冷却速率、容器的大小/形状等等。

至于韩国团队的内讧，也不能责怪他们太过于兴奋，甚至一度把场面搞得十分混乱。Lowe表示，如果是自己发现了室温超导体，也会一样激动得满地找头。

总体上来看，这位专家在看过了这两篇论文后表现出了谨慎的乐观态度：

中国科学院和劳伦斯伯克利的计算结果是非常积极的进展，而华中科技大学发布在社交媒体上的视频是迄今为止世界上在室温超导方面最可信的呈现，未来几天和几周将非常有趣。

而这种材料的前景，也是不言而喻的：「如果得到证实，那么根据它能够承载的电流密度，任何用到电磁的东西都可以得到改进。」

韩国已成立LK-99检测委员会

根据网友转发的韩国媒体的报道，韩国相关的机构已经在多方面做好准备，进一步证实和开发LK-99。

首先，韩国昨天宣布成立了「LK-99检测委员会」，希望Q-Center团队能提供一批新的样品进行检测。

同时，也有媒体报道了韩国已经批准了「LK-99的专利」

此外，韩国媒体还报道了，在论文发表之前，韩国团队就和韩国的一些机构达成了就室温超导物质的合作协议。

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团队一览

现在，连LK-99的维基百科都在实时更新全球的室温超导复现进度了。

每个国家的团队，也都被详细列出。

截至目前，中国至少已经有6个团队在尝试复现LK-99，至少2个团队在发力理论研究。

参考资料：

https://b23.tv/pPgUynN

https://arxiv.org/pdf/2308.00676.pdf

https://www.zhihu.com/question/615350352/answer/3147641567

https://www.science.org/content/blog-post/room-temperature-superconductor-new-developments

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来源: qq

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