LK-99不是超导体!科学侦探如何解开这一谜团?
引言
LK-99一度被认为是一种超导体,但最近的科学研究揭示了这一物质并非超导体,并阐明了其实际属性。这一结论粉碎了LK-99可能是首个在室温和常压下工作的超导体的希望。那么,科学家们是如何解开这一谜团的呢?本文将深入探讨这一问题。
正文
LK-99的谜团似乎已经解开。科学侦探的工作揭示了该材料并非超导体,并阐明了其实际属性。这一结论粉碎了LK-99(由铜、铅、磷和氧组成的化合物)标志着首个在室温和常压下工作的超导体的发现的希望。相反,研究表明,材料中的杂质,特别是硫化铜,是导致电阻急剧下降和部分悬浮在磁体上的现象,这些现象看起来与超导体所表现的性质相似。
LK-99的传奇始于7月底,首尔量子能源研究中心的一支团队发布了预印本,声称LK-99在正常压力和温度下至少可达127℃(400K)的超导体。以前所有经过确认的超导体仅在极端温度和压力下工作。
这一非凡的声明迅速引起了科学感兴趣的公众和研究人员的注意,其中一些人试图复制LK-99。最初的尝试并未看到室温超导性的迹象,但并不是决定性的。现在,在许多复制努力之后,许多专家自信地说,证据表明LK-99不是室温超导体。
通过多次实验和理论证据的结合,科学家们展示了LK-99的结构使超导性不可行。其他实验者合成并研究了LK-99的纯样品,消除了关于材料结构的疑虑,并确认它不是超导体,而是绝缘体。
LK-99的最引人注目的证据是韩国团队拍摄的一段视频,显示一枚硬币状的银色材料样品在磁体上摇晃。团队表示样品悬浮是因为迈斯纳效应——一种超导体中的材料排斥磁场的标志。但是,最初尝试复制发现的研究人员没有观察到任何悬浮现象。
通过对LK-99的深入研究,科学家们得出了结论,即LK-99并非室温超导体。但仍然存在一些谜团,即材料的实际属性是什么?
通过精确的X射线成像计算LK-99的结构,美国和欧洲的研究小组进行了更好的理解。关键的是,成像使他们能够进行严格的计算,澄清了平坦带的情况:它们不利于超导性。相反,LK-99中的平坦带来自强烈定位的电子,它们不能像超导体所需的那样“跳跃”。
通过一种称为浮动区域晶体生长的技术,德国斯图加特的马克斯普朗克固态研究所的一支团队报告了合成纯LK-99的纯单晶。该结果是一种透明的紫色晶体——纯LK-99,或Pb8.8Cu1.2P6O25。与杂质分离后,LK-99不是超导体,而是一种绝缘体,电阻达到数百万欧姆——太高以至于无法进行标准的导电性测试。它表现出轻微的铁磁性和抗磁性,但不足以产生甚至部分悬浮。该团队得出结论:“我们因此排除了超导性的存在。”
许多研究人员正在反思他们从夏季的超导感觉中学到了什么。对于新泽西州普林斯顿大学的固态化学家莱斯利·舒普来说,关于过早计算的教训是明确的。有些评论人士指出LK-99的传奇是科学中可重复性的一个模型,而其他人则说,这是一个高调谜团的非常人性化的解决方案。
结语
LK-99的超导之谜终于得到了解答。科学家们通过精确的实验和理论分析揭示了这一物质并非超导体的真相。虽然这一发现可能让寻找室温超导体的梦想暂时破灭,但它也展示了科学探索的力量和精确性。LK-99的故事提醒我们,科学不仅是关于发现的,还是关于验证和理解的。通过不断的努力和探索,我们可以揭示自然界的奥秘,即使这些奥秘可能并不总是符合我们的期望。
#LK-99# #超导体# #科学探索# #室温超导体# #化合物# #科学侦探# #硫化铜# #迈斯纳效应# #浮动区域晶体生长# #铁磁性# #抗磁性# #普林斯顿大学#