常温超导体

《阿凡达》是一部2009年上映的史诗级科幻电影，由詹姆斯·卡梅隆撰写剧本并执导。该片讲述了未来世界，人类为飞到遥远的星球潘多拉开采价值一公斤值2千万美金的 矿产资源输送回地球，而与潘多拉本地居民的展开战争的故事。

而这种矿产资源正是材料的明星、电力系统的拯救者、悬浮列车的核心技术、第四次工业革命的领导者、星际远航的先行者---常温超导体。在电影《阿凡达》中被形容为：罕见的常温超导体，拥有奇特的磁场，在潘多拉星的磁场作用下，便产生了这壮观的巨石浮空的景象。

1911年，荷兰科学家卡末林—昂内斯用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（﹣268.95℃）时，汞的电阻完全消失，卡末林将这种现象称为超导电性。其后科学家陆续发现一些列铜氧超导体、铁基超导体、硼化镁超导体。 超导体的零电阻特性可应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能；弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等中。超导体不仅具有零电阻的特性，另一个重要特征是完全抗磁性。可应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

虽然发现了很多超导材料，但这些超导材料无一例外均需极低温度下或极高压力下实现，难以大规模应用。

2023年7月25日韩国研究人员在预印本网站arXiv平台上张贴两篇论文，声称发现常压室温超导体——改性铅磷灰石晶体结构。并公开合成技术，材料的合成方法极其简单，高中实验就能搞定。韩国物理学家在论文中表示——

所有证据都可以证明，LK-99 是世界首个室温常压超导体。 LK-99 的诞生意味着室温超导领域的重大突破，开启了一个全新的历史时代。

消息一出，瞬间引爆互联网，分分钟登顶 Hacker News。

假如这次发现为真，那么我们就能实现无损的能量传输，全球的能耗问题将从源头上解决，人类能利用电能获得巨大的力量。如果再从根上掌握了可控核聚变，我们甚至可以进行远距离的太空旅行。而掌握这项技术的人，无疑将引领世界，简直就是科幻走进现实。

不过，这一次，是真的吗？

今年 3 月，物理学界就曾掀起一场轩然大波。来自美国罗切斯特大学的物理学家 Ranga Dias 声称自己在 21℃条件下实现了室温超导 —— 由氢（99%）、氮（1%）和纯镥制成的材料 LNH 在 21°C、1GPa 条件下就实现了超导状态。

不过，很可惜的是，Ranga Dias 的结果此后并未被任何一个实验室成功复现。中科院物理所也发表论文「打假」，表示没复现成功：二元镥氢化合物（Lu4H23），在 71K（-202°C）、218GPa 条件下实现超导转变，这一结果既不「室温」，也不「近常压」。

由公布初期截至2023年8月4日为止，未有测量结果证明LK-99是超导体，已发布的数据亦无完全解释LK-99的磁化强度如何变化，或阐明其比热及接近临界温度时的数据趋势。有物理学家指出LK-99对磁铁的磁悬浮反应可能只是抗磁性所致。

北京航空航天大学材料化学实验室的论文则声称他们复现出了几乎完全一致的晶体结构，但是产物完全不存在任何超导特性。

8月1日，美国劳伦斯伯克利国家实验室在论文中详细描述了他们如何通过计算机模拟验证的方式，证明了 LK-99（改性铅磷灰石晶体结构）存在超导的可能，首次为其提供了相应的理论依据。同时亦指出这种结构非常难以加工，更多依赖于机缘巧合。

同日，中国华中科技大学的材料学院博士后武浩及博士生杨丽，在常海欣教授的指导下，声称首次成功复现了可部分磁悬浮的LK-99晶体，该晶体悬浮的角度比李石培等人制成的样品磁悬浮角度更大。受晶体大小所限，该研究未能进一步测定此材料的电阻数值。

北航与中科院沈阳材料科学国家实验室发布了两篇关于复现LK-99的论文，结果均不理想。

曲阜师范大学高压科学研究团队同样成功复现了LK-99自制样本的抗磁性。

8月3日，东南大学超导物理小组在110K下观测到零电阻，却没有观察到抗磁性。南京大学闻海虎教授表示此一现象非常奇特，应持续关注。

与此同时，超导资本也变得炙手可热起来：

昨天超导板块大涨7%，今天又继续高开。今天被忽悠进去的散户，本以为能捡钱。没想到啊，韩国团队居然主动辟谣了：论文存在缺陷，系一名成员擅自发布。A股超导板块，应声下跌，从开盘的8个点，到收盘只有3.3个点。今天买进去的，全部套牢！

室温超导某内行巨佬锐评：

科学研究应保持严谨的态度，科学工作要能够经受检验。作为吃瓜群众的我们，不妨让LK-99再飞一会儿。。。

8月8日中科院物理所和北京大学8月8日在arXiv上发表了一篇论文，发现LK-99中的类超导行为很可能源于硫化亚铜的一阶结构相变引起的电阻率陡降，而不是超导。中国科学院物理研究所研究员、博士生导师雒（luò）建林告诉澎湃科技，“我们的工作指出了把LK-99错认成超导体的原因。”“实验结果表明（LK-99能常压室温超导）是假象，来源于硫化亚铜。”“LK-99不超导! 虽然相关样品具有弱抗磁性，但不具有完全抗磁性，也没有零电阻现象。”

目前在常压下温度最高的超导材料是汞、钡和钙的铜酸盐，约为133 K（−140 °C），高压下的最高的则是氢化镧250K（-23℃）。即使这次LK-99彻底受挫，也不会让科学家们就此止步，而更可能是在这次全球关注的热潮下，让更多的精力和财力投入室温超导体的研究，最终为将人类文明的发展送上一个新的台阶。