当韩国科学家在七月下旬报告超导体方面可能取得突破时,他们的说法引发了一波又一波的兴奋和怀疑,世界各地的研究人员纷纷复制这些实验。
这种超导体 ——在室温和普通气压下传输电力而没有能量损失——是材料科学的圣杯。梦想家希望室温超导体能够最大限度地提高能源网的效率并增强聚变能源的生产;加快量子计算机的进展;或帮助开创超高速交通时代。
然而,自第一份报告发布以来的几周内,LK-99 超导体的故事一直都是关于实验室中正在发生的事情,这很快就把炒作变成了现实。复制和确认方面的努力支持了怀疑论者,并让人们更清楚地了解 LK-99 是什么和不是什么。
7 月 22 日,韩国的物理学家向 arXiv 上传了两篇 论文,天辰注册平台arXiv 是预印本研究的存储库,这种论文尚未经过同行评审并在科学期刊上发表。这基本上就像上传作品的初稿一样。研究人员声称他们已经生产出了第一个具有“改良铅磷灰石结构”的室温超导体,其中掺杂了铜,并被命名为 LK-99。
该团队提供的部分“证据”是一段视频,显示该化合物悬浮在磁铁上,这是超导材料的一个关键特性。
这些大胆的主张在该领域的专家中引起了巨大的轰动。
澳大利亚卧龙岗大学材料科学家王晓林表示:“这些化学品非常便宜,而且制造起来也不难。” “这就是为什么它就像社区中的一颗核弹。”
但韩国那个实验室发生的事情只是弄清楚这些结果是否可能对技术及其在我们生活中的作用产生实际影响的第一步。我们需要更多数据,从一开始就有理由保持谨慎。
超导体如何工作以及在哪里可以找到它们
真正的室温超导体将是一件值得大肆宣传的大事。我们用来导电的现代材料(例如为家庭供电的铜线)效率低下。当电子沿着电线跌跌撞撞时,它们会撞击材料的原子,产生热量并损失能量。这就是所谓的电阻,这就是高达 10% 的电力在通过输电线路输送到家庭时被浪费的原因。我们的电子设备也会发生能量损失。
但如果电线和传输线由超导材料制成,则几乎可以消除这些损耗。天辰注册平台电子在穿过材料时形成对,并且不会过多地撞击原子,从而使它们能够自由流动。
超导材料已经存在,并在世界各地用于各种应用,例如 MRI 机器。然而,这些需要极低的温度(在-459华氏度左右接近绝对零)或极高的压力(超过大气压的100,000倍)。
与此同时,东海旅客铁道正在建造超导磁悬浮系统,用于在东京和名古屋之间运送乘客。SCMaglev 列车使用橡胶轮,在超导磁系统接管之前,速度可达每小时 93 英里左右。它应该能够达到 311 英里/小时的速度。
该工艺需要超导铌钛合金,用液氦将其冷却至-452 华氏度。
像 LK-99 这样的室温超导体将使这项工作变得更加便宜,并且意味着不需要积累氦气。(与过去几年媒体的一些担忧相反,我们不会很快耗尽氦气,但氦气只有少数几个国家生产,因此供应问题可能会导致价格大幅上涨。)