韩国宣称造出全球首个室温常压超导体，是重大突破还是学术乌龙？

室温超导领域又出“大事”了。

(资料图片)

7月22日，韩国研究团队在预印本网站arXiv发布论文，声称合成了全球首个室温常压超导体，临界温度为127℃。该网站是以上传时间证明论文原创性的文档收录网站。

超导即超级导电，这一现象是指电流可以在材料中零电阻通过，且具有完全抗磁性。超导体又称超导材料，指在特定温度下电阻为零的导体，拥有零电阻、完全抗磁性等特征，广泛应用于储能、磁悬浮列车、电力输送、核磁共振等领域。

室温超导，即在常温条件下实现的超导现象。按照凝聚态物理学标准，室温指300K（27℃）。日常所说的室温，范围则相对较广。 此前的超导材料，均需要在较低温度下才能进入超导状态。

今年3月，纽约罗彻斯特大学物理学家Ranga Dias及其团队宣称通过使用由氢、氮和镥制成的新材料，在1GPa压强条件和294K（即21摄氏度）的常温条件下观察到该材料的超导特性，遭到业内众多质疑。

韩国团队发布的上述研究论文引发广泛讨论，原因是其所宣称的成果较Ranga Dias团队宣称的更进一大步。

该论文作者为韩国首尔量子能源中心的材料科学家Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim以及高丽大学的Young-Wan Kwon。他们表示，在常压条件下，一种改性的铅磷灰石（LK-99，以Lee和Kim的首字母命名）能够在400K（127℃）以下表现为超导体。

如果该成果被验证为真，那么他们不仅实现了常压条件，还将临界温度提升至400K（127℃），大大拓宽超导材料可应用的温度区间，人类将进入“超导时代”，能源、交通、量子计算等多领域有望迎来根本性变革。

值得一提的是，该论文发布几小时后，另一篇由Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim、Sungyeon Im、SooMin An、Keun Ho Auh及Hyun-Tak Kim六人合作撰写的、内容更加详实的同题论文也在arXiv网站发布。

据《新科学家》报道，有知情者在社交平台上表示，部分团队成员对第一篇论文的发表并不知情，团队内部存在纷争。还有评论者称，团队成员抢发署名三位作者的论文，或因诺贝尔奖最多只能由三人分享。

两篇论文之后，一个展示迈斯纳效应的LK-99“悬浮”的视频被公布。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，该效应被视作超导实现的重要特征。

该视频一出，引发了更广泛的讨论。不少科学家对此提出质疑，认为韩国团队的论文及视频都存在问题。

据《物理世界》等外媒报道，自20世纪70年以来一直从事超导材料研究的马里兰大学物理学家Richard Greene评论称，尽管迈斯纳效应的视频乍看令人印象深刻，但超导并非是能使得物体悬浮的唯一原因。

莱斯大学物理学家Douglas Natelson表示，论文中的一组数据不符合物理原理，“这种相当草率的的差异无法给人们以信心”。

《解放日报》援引南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎观点，韩国团队所展示的并非超导现象，而是超导假象。

他分析称，判断超导的基本要点有二：一是低温下的零电阻态，二是完全抗磁性，即迈斯纳效应。韩国研究团队希望论证，超导是电阻磁化和所谓磁悬浮效应。

一方面，通常零电阻态需要通过四点法才能标准地测得，尽管论文也采用了四点法，但论文的其中一图显示了四个尖锐的针尖作电极，这种方法有时会出现问题。同时，它们的数据当中并未发现在低温下有稳定的低噪音的零电阻态，因此从电阻上不足以说明有超导。

另一方面，该韩国研究团队使用一种名为squid超导量子干涉器件的现代超导量子干涉器件来测量，测量确实在很宽的温区，甚至在他们所声称的超导温度之上还能够发现所谓的抗磁性。但他们测量零场冷和场冷两种模式下的分叉点，把所谓的分叉点定义为了大概超导温度。

闻海虎表示，最简单的证明方法是看韩国团队能否为他们所声称的超导态提供科学数据。

“第三个是关于磁悬浮。韩国研究团队给出了录像，但该录像所展示的状态与超导磁悬浮有很大的区别。”据他介绍，超导磁悬浮因为磁通钉扎，超导体和磁体一旦位置固定，就会相当地稳定，不需要任何支撑。

韩国研究团队公布的视频画面则显示，超导体需要一个支撑点，且该物体处于不稳定状态，与超导真正的磁悬浮状态完全不同。闻海湖称，根据数据猜测，可能是材料本身存在非常微弱的抗磁，与重力达到某种平衡以后，形成了一个微软的磁悬浮状态，事实上并非超导磁悬浮。

室温超导领域的学术乌龙并不罕见。

1987年，一种名为YBCO的化合物被发现为系列液氮温度以上的高温超导体。之后，研究人员不断寻找室温超导体的蛛丝马迹，但最终发现这些“痕迹”均在仔细观察后消失，曾被寄予厚望的多种化合物都被证实为仅仅是虚幻的“室温超导体”。

今年3月，因为温室超导引发学术风波的Ranga Dias，此前论文曾被撤稿。2020年10月，Dias团队在《自然》杂志上发表论文，宣称将超导临界温度提升至15℃，最终因论文数据处理不合规在两年后被撤稿。

韩国团队是否真的在室温超导领域获得了重大突破？这一争议也许很快能得到解决。

多位科学家表示，LK-99的制备过程较为简易，实现该韩国团队的研究成果复现并验证真伪，最快只需约一周时间。目前，已有多科研团队进行相关努力。

Hyun-Tak Kim在接受《新科学家》采访时表示，他支持任何尝试复现其团队研究成果的努力。

英国布里斯托大型超导研究员Nigel Hussey在接受《物理世界》采访时表示，如果该成果被证实为真，当然是一个非常轰动的突破，但就目前而言，只是耸人听闻而已。

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