LK-99“超导体” 看看专家怎么说
Image: A screenshot taken of a video uploaded to ScienceCast by Hyun-Tak Kim
LK-99可能是革命性的 —— 它被认为是一种完美的超导体，可以帮助核聚变成为现实，并使悬浮列车成为一种简单的通勤方式。至少这是社交媒体上流传的故事，但这并不是许多专家对这一新发现的看法。
近日，该资讯在推特（目前更名为X）、Twitch和Reddit上愈演愈烈，LK-99被誉为千载难逢的物理学突破。学术研究人员和热心的业余爱好者都在竞相通过自己制造LK-99来看看它是否合法。这样，他们就可以弄清楚LK-99是否真的拥有首次发现它的研究人员在7月份发表的有争议的论文中所写的超能力。
The Verge采访了该领域的少数专家，试图将科学与炒作区分开来。尽管他们可能很想看到这种超导体的成功——一种可以在室温和环境压力下零电阻导电的超导体——但他们对此持怀疑态度。可以肯定的是，我们仍在等待每个试图验证LK-99说法的人给出更明确的答案。The Verge还想知道——如果LK-99真的做到了它应该做的——接下来会发生什么？
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那么，LK-99是什么？
它可能看起来像任何古老的深灰色岩石，但从技术上讲，LK-99是一种由铅、氧和磷制成的多晶材料，经过“掺杂”或注入铜。7月底，一群研究人员发表了一系列关于LK-99发现的论文，并称其为“一个全新的历史事件，为人类开启了一个新时代。”
这些论文的主要作者来自韩国量子能源研究中心，声称LK-99是世界上第一个室温常压超导体。换句话说，在典型的设置中，它可以在没有任何电阻的情况下导电。对Sith Lord来说，消除阻力就是一切。由于效率较低的材料中存在电阻，电网和电子设备如今消耗了大量电力。
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为什么LK-99可能如此重要？
如今，还有其他超导体。它们被用于磁共振成像（MRI）机器、量子计算机和核聚变设备。但这些超导体只能在非常低的温度或高压下工作。这使得它们在大多数日常应用中使用起来过于困难和昂贵。
牛津大学材料教授、应用超导中心主任Chris Grovenor表示：“一种在技术上可行的室温超导体不仅仅是诺贝尔奖的领域。如果你已经申请了专利，它的价值基本上是不可估量的。它在很多方面都是变革性的。”
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为什么科学界对此持怀疑态度？
首先，LK-99在预印本中被描述后声名鹊起，预印本是未经同行评审的研究论文。新研究的金标准或多或少将发表在一本声誉良好的同行评审期刊上。两份预印本于7月底在服务器arXiv上发表，一项相关研究于今年早些时候发表在《韩国晶体生长和晶体技术杂志》上。
这使得我们现在看到的试图复制这些预印本中的发现的努力至关重要。但这并不是让专家们停下来思考的唯一问题。他们在接受The Verge采访时提出了一系列担忧。
首先，数据不一致；这两份预印本不一致。据报道，作者之间也存在冲突（一篇论文中有三位作者，另一篇论文有六位作者）。另一篇论文的作者告诉《新科学家》（https://go.redirectingat.com/?xs=1&id=1025X1701640&url=https%3A%2F%2Fwww.newscientist.com%2Farticle%2F2384782-room-temperature-superconductor-breakthrough-met-with-scepticism%2F&xcust=___vg__p_23584118__t_w__r_https://www.theverge.com/__d_D），作者较少的预印本包含“许多缺陷”。作者William&Mary物理学研究教授Hyun Tak Kim也表示，预印本是在未经其许可的情况下上传到arXiv的。当the Verge联系到Kim和其他通讯作者时，他们没有做出回应。
Grovenor指出，研究人员没有进行热异常测试，这是研究这类材料的主要实验室的标准测试。“所有被证明是超导体的超导体都显示出这种特殊的热异常，”他说，“如果没有特定的热异常，那就不是超导体。”
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的凝聚态物理学家Nadya Mason表示，预印本对“零”电阻的定义也不精确。超导体的电阻应该为零，但预印本显示的“零”的比例很难判断LK-99是真正的完美超导体还是非常好的导体。Mason说：“金属是一个非常非常非常非常好的导体。但它仍然不完美。你确实会在热中损失很多能量。这就是为什么我们的笔记本电脑会变热，也是为什么你在电网中损失这么多能量。所以，你有一个完美的导体还是一个真正好的导体真的很重要。”
LK-99的构建块也引起了一些人的注意。与许多由金属制成的超导体不同，它最初是一种不导电的矿物。“当你从一块岩石开始时，你很可能会以一块岩石结束，”著名研究员、阿贡国家实验室材料科学部前主任Michael Norman说。在这种材料中掺杂铜被认为是改变它的原因，但尚不清楚铜应该去哪里，以及它是如何将岩石转变为超导体的。
“这一发现完全出乎意料，”国家高磁场实验室首席材料科学家、FAMU-FSU工程学院教授David Larbalestier说，“坦率地说，我不知道用铜掺杂这种（矿物）背后的想法是什么。”
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在LK-99之前，我们不是听说过一些关于室温超导体的戏剧性事件吗？
确实发生了很多戏剧性的事情。早在2020年，罗切斯特大学的一个研究小组就表示，他们发现了一种由氢、硫和碳制成的室温超导体。但这项发表在著名杂志《自然》上的研究后来被撤回，因为编辑们指出了该研究数据的处理方式存在问题。
罗切斯特的研究人员再次尝试。3月，他们发表了另一篇关于由氮、氢和稀土金属镥制成的室温超导体的论文。他们以《星际迷航》中一种形成黑洞的虚构材料命名它为“reddmatter”。这篇论文仍在审查中，尤其是罗切斯特的一位关键研究人员在他的其他工作中面临着抄袭和数据捏造的指控。
Mason说：“这对这个领域不好。这让我们大多数人对人们无法复制数据的说法和案例非常警惕。科学的工作原理是复制，以及我们相互开放和测试彼此结果的能力。”
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复制LK-99并证明其是否超导的努力取得了多大成功？
不仅仅是大型研究实验室在研究LK-99是否能达到预期效果。由于LK-99由相对简单的成分制成，不需要极端的温度或压力，其他有机会使用它和合适设备的人正在尝试。据《连线》近日报道（https://www.wired.com/story/inside-the-diy-race-to-replicate-lk-99/），一家太空研究初创公司的工程师一直在Twitch上直播他的工作。
专家告诉The Verge，现在对LK-99做出最后决定还为时过早。尽管如此，一些早期的结果还是在社交媒体上吸引了人们。华中科技大学的一个研究小组制作的LK-99似乎悬浮在空中，一段视频（https://twitter.com/altryne/status/1686277321869975552）在网上流传。当被放置在磁铁上方时漂浮是抗磁性的标志，当材料排出磁场时。这是超导体的经典特征，通过一种被称为迈斯纳效应的现象，最初写LK-99的作者还包括一段它部分悬浮的视频（https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n）。
重要的是要记住，悬浮本身并不能使某些东西成为超导体。它仍然需要在严格的测试中显示出零电阻。其他东西悬浮是因为它们是抗磁性的，比如石墨，LK-99可能只是一种新的抗磁性材料。
其他知名机构尚未分享他们的研究结果，包括阿贡国家实验室和FAMU-FSU工程学院的研究人员。Larbalestier说：“在一两周内，我们将有20、30、40、50或100个实验室进行各种合成。所以很快就会搞清楚了。”
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如果LK-99真的是室温超导体呢？这会立即改变我们的生活吗？
比方说，在一两周内，有人成功地烹制出一批LK-99，通过了所有超导测试。那怎么办 —— 这仍然不能保证LK-99将彻底改变所有电动汽车。
Grovenor说：“已知的超导体有数千种……我们使用四种，因为它们是可以设计、大规模生产的超导体，成本低廉，可以应用于人们愿意付费的真实系统中。”
LK-99可能很难使用，因为它是一种矿物，而不是一种延展性金属，例如，你可以把它当作金属丝缠绕。20世纪80年代的一项重****现导致超导体可以在比以前更高的温度下工作，但需要更长的时间才能在现实世界中找到应用，部分原因是这些材料是脆性陶瓷。
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那么，我们什么时候才能在现实世界中看到室温超导体呢？
the Verge采访过的专家都无法估计我们何时能够看到革命性的室温超导体在发挥作用。
Grovenor说：“它可能只是魔法，一只神奇的独角兽，却不存在。我们没有权利指望外面会有神奇的东西。”
我们仍然有可能看到室温超导体应该带来的一些东西，即使它从未被发现。想想效率极高的超导电网和更强大的医学成像机器。这些发展可能取决于更多的渐进式改进，以使现有超导材料的制造成本更低，部署更容易。
Grovenor说：“虽然可以做出很大的改进，但这并不是因为发明了室温超导体。他们正在更有效地利用我们现有的资源。”
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