为什么专家对韩国室温超导表示怀疑

A spectacular superconductor claim is making news. Here’s why experts are doubtful 2023年7月27日下午5:45 BY:ADRIAN CHO

本周，社交媒体对一种新的超导体的说法感到不安，这种超导体不仅能远高于室温，而且能在环境压力下工作。如果为真，这一发现将是凝聚态物理学有史以来最大的发现之一，并可能带来各种技术奇迹，例如悬浮车辆和高效的电网。然而，两篇相关论文,由韩国Sukbae Lee和Ji-Hoon金发布到arXiv预印服务器上’7月22日，美国量子能量研究中心及其同事缺乏细节，让许多物理学家持怀疑态度。研究人员没有回应科学’征求意见。 “他们是真正的业余爱好者，”阿贡国家实验室的理论家迈克尔·诺曼说。“他们对超导和他们的方式了解不多’我提供的一些数据是可疑的。”另一方面，他说，阿贡和其他地方的研究人员已经在尝试复制该实验。 “这里的人们正在认真对待它，并试图种植这种东西。”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的凝聚态物理学家纳迪亚·梅森说，“我感谢作者收集了适当的数据，并清楚他们的制造技术。”尽管如此，她还是警告说，“数据似乎有点草率。” 1.什么是超导体？ 超导体是一种可以传输电流而完全没有任何电阻的材料。如果你’我做过核磁共振，你’我躺在一个由超导电线制成的大电磁铁里。无阻力的流动使其能够产生非常强的磁场，而不会加热或消耗巨大的能量。超导体还有许多其他用途，从制造用于无线电通信的频率滤波器到加速原子粉碎机中的粒子。

听起来很奇怪。超导是如何发生的？ 通常，电子不能轻易通过晶体固体，因为它们会从晶格中的振动原子反弹。然而，在某些材料中，在足够低的温度下，电子形成松散结合的重叠对–这可以’在不破坏配对的情况下，不要偏转。在低温下，振动’不够强大。所以这些电子不受阻碍地在材料中滑行。 2.有很多超导体吗？ 几十种元素金属—铅、汞、铌、锡—当冷却到接近绝对零度时，它们的合金变成超导体。在1950年代，物理学家解释了如何在这些常规超导体中，晶格振动还提供了产生电子对的胶水。在1980年代，实验人员发现了包含铜和氧层的复杂化合物，这些化合物在高达133 K的温度下会超传导。20年后，研究人员发现，含有铁和砷的紫粉的化合物在几乎一样高的温度下可以超导。科学家认为，这些所谓的高温超导体也依赖于电子配对，而是通过不同的机制产生的。最近，一个团体提出了有争议的主张，即实现室温下的超导性—尽管在高压下—对于含有氢、硫和碳的化合物。 3.韩国团体声称什么？ 不亚于终极超导体。在尚未经过同行评审的预印本中，研究人员认为，当调味时，或“掺杂”铜是一种由常见元素铅，氧和磷制成的材料，在环境压力和温度下至少高达400 K—高于水的沸点。本质上，他们’我说你可以把这种东西的样品烤出来，从烤箱里拿出来，然后坐在你的实验室工作台上，它就可以导电，没有任何阻力。他们提供的数据不仅显示零电阻，而且还显示该材料似乎会排出磁场，这是超导的关键特征。

4.持怀疑态度的原因是什么？ 诺曼说，有几个。首先，未掺杂的材料铅磷灰石不是’这是一种金属，而是一种不导电的矿物。而且’这是制造超导体的一个毫无希望的起点。什么’s更多，铅和铜原子具有相似的电子结构，因此用铜原子代替某些铅原子应该’诺曼说，这极大地影响了材料的电性能。“你有一块石头，你仍然应该得到一块石头。”诺曼解释说，最重要的是，铅原子非常重，这应该抑制振动，使电子更难配对。 5.作者对什么有什么解释吗’继续吗？ 报纸’t提供了对正在起作用的物理的可靠解释。但是研究人员推测，在他们的材料中，掺杂会稍微扭曲长的，自然存在的铅原子链。他们说超导性可能发生在这些一维通道上。但这将是令人惊讶的，诺曼说，因为1D系统不’通常会产生超导性。什么’此外，掺杂引入的无序应该进一步抑制超导。“你有一个维度，这是坏的，你有障碍，这也是坏的，”诺曼说。梅森是’我很确定。她指出，Lee和金还表明，链中可能存在一种电荷波动，并且在高温超导体中已经看到了类似的电荷模式。 “也许这种材料真的只是击中了强烈相互作用的非常规超导体的最佳位置，”她说。 6.这将如何解决？ 最大的问题将是是否有人可以重现观察结果。那应该’诺曼说，不要太难，因为磷灰石铅是一种众所周知的材料，其他人应该能够合成。然而，这样做不是’这并不像社交媒体上的一些观众说的那样简单。“公众似乎奇怪地对如何‘容易’4天，多步，小批量，固态合成是，”SLAC国家加速器实验室的凝聚态物理学家詹妮弗·福利在推特上打趣道。“你们中的一些人没有因为过度使用杵而产生水泡，这表明了。”然而，诺曼预测，物理学家很快就会对这一说法进行测试:“如果这是真的，我们’一周内就会知道。”