Nature发文：韩国LK-99不是超导体，科研界总结经验教训
发布时间：2023-8-22 09:24
发布者：eechina
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来源：36氪 热度持续多日的韩国LK-99室温超导事件，迎来了国际权威科学期刊的定论。 8月16日，Nature杂志发文《LK-99不是超导体——科学侦探如何解开谜团》，梳理了全球多家科研机构证实LK-99并非超导体的证据，解释了这种材料之所以会展现类似超导行为的原因。 电阻率下降、磁悬浮现象、复现样品材料的纯度，此次事件的三个争议点被逐一攻破。 破案的关键是一种名为硫化亚铜的杂质。它解释了LK-99电阻率急剧下降的原因。 韩国此前的结论称，LK-99在104.8℃时，电阻率下降了10倍。在复现验证过程中，科学家们合成并研究了LK-99的样品，他们发现，合成LK-99的的配方存在问题，导致每合成1份纯LK-99，就会产生17份铜和5份硫——此前韩国团队在样品报告中也承认了这一点。 104°C和硫化亚铜，一位美国化学家意识到了问题的关键。104°C是硫化亚铜发生相变的温度。一旦低于该温度，暴露在空气中的硫化亚铜电阻率会急剧下降——这几乎与LK-99的电阻率下降反应相同。科学家们由此判断，LK-99电阻率下降的真正原因，大概率是硫化亚铜杂质。 至于韩国实验视频中展示的磁悬浮现象，哈佛大学的一位前凝聚态研究人员提出了质疑：从视频中看，韩国样品的边缘好像粘在了磁铁上，只是半悬浮的状态，并且看上去具备平衡感。这与真正的超导体可以完全在磁铁上悬浮、旋转甚至倒立，完全不同。 这位研究人员制作了一个压缩石墨屑的球团，上面粘着铁屑，完整复现了韩国视频中的悬浮效果，由此判断LK-99的悬浮更可能是铁磁性的结果。它更可能是一种铁磁体，而非超导体——这一结论与北京大学研究团队的结果近似。北大团队认为，LK-99的样品能够悬浮的原因是铁磁性。 “LK-99是室温超导体”的部分支持者认为，其他研究团队之所以会得出否定结论，是因为他们复现合成LK-99的样品纯度不达标。 德国研究人员的成果回应了这一质疑。他们合成了一种透明的紫色晶体——LK-99纯单晶，消除了硫化亚铜杂质。结果显示，纯LK-99并不是超导体，反倒是一种电阻极高的绝缘体，并且无法做到悬浮。 
德国研究团队合成的LK-99纯晶体。图源：Nature 反过来，这也证明了韩国LK-99表现出来的超导特性，是源于杂质。“据此，我们排除了LK-99具备超导性的可能。”德国研究人员说。 “我认为这件事情到此为止，已经解决了。”一位加州大学戴维斯分校的凝聚态实验学家说。另一位来自普林斯顿大学的固态化学家表示，这次风波的教训显而易见——科学家们需要警惕不成熟的计算结果。而这次超导事件也将成为她在新学期的教学案例。 那位注意到“104°C是硫化亚铜电阻率骤降原因”的化学家，则强调了过往科研数据的重要性。“我几乎不敢相信，他们竟然忽略了这个关键点。”毕竟，有关硫化亚铜电阻率的这一研究结果，发表于1951年。 国内超导领域的泰斗级科学家赵忠贤院士近日在接受广州日报采访时表示，LK-99与超导没什么关系，做该项研究的人太着急了。如果考虑多一点，就会发现它不是超导，类似的情况在科研领域之前也曾发生过。 Nature称，截至发稿，韩国团队没有回应杂志发出的置评邀请。 |
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