LK
近日, 韩国一个科学家团队表示,他们发现了全球首个室温常压超导材料——改性铅磷灰石晶体结构(下称LK- 99,一种掺杂铜的铅磷灰石)。该团队兴奋地指出,“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。”
不过, 该团队的论文目前仅上传到了预印本服务器arXiv,还不清楚该论文是否已提交给期刊进行同行评议。顺便提一下这个arXiv,它并不是一个严格的学术机构,而是一个学术交流的平台,只要你有相关机构的邮箱,你就可以在上面发表各类学术观点,可以说就是民科的互联网平台。
【资料图】
由于已有同题的研究被“推翻”的先例,这次的结果到底是不是乌龙,很多学术机构都在想办法实验复现。此前,美国罗切斯特大学的物理学家兰加·迪亚斯(Ranga Dias)及其团队在美国物理学会会议上宣布,他们已经创造出一种可以在室温(room temperature)条件下实现超导的全新材料。消息发布后,在全球引起轩然大波。不过,由于该团队在2020年10月发表的一篇同题论文受到质疑,最终导致《自然》杂志撤稿。
所以,这次韩国团队的实验结果,也必然需要接受全球专家们的严格验证。中国各大学实验室也进行了复现,华科大博士在B站上直播并发布了复现的过程,最开始没有成功,但在后续第二轮材料中发现了极小颗粒的物质,具有韩国团队实验中的一些特性。
磁石未靠近时,碎片躺着
磁石靠近,碎片站起来了
不过,从实验人本身,以及目前知乎各大神的回复来看,实验和中国各大学的复现仅仅是证明了材料的抗磁性,而并没有证明材料的超导性,需要新一批的材料,测量电阻。
这里顺便科普一下,知乎有专家提到,“超导”这个词有误导性,它不是指导体中最好的所谓超级导体。恰恰相反,超导往往是从差的导体,甚至绝缘体中,通过掺杂得到。金银铜等自然界最好的良导体,都不超导,无论怎么掺杂或加压。
而目前的超导特性,都是在极低温以及高压情况下获得,成本非常高昂,无法复制使用。
当然,侧面印证韩国实验室也并非完全空穴来风。不过韩国实验室的方程没有配平,要证明进一步的验证,还需要更多材料来实验,于是,风传中美俄各大实验室都在烧制第N批材料中,甚至有人戏称,这堪比古代炼丹。
同时,相关理论验证也有了新的进展。美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)进行的计算机模拟,从理论上支持了这种材料具有常温超导能力的结论。不过,作者在论文中也提到,实际合成这种材料是有一定难度的。在国内,中国科学院沈阳材料科学国家实验室也进行了计算。
研究人员从第一性原理出发,使用从头算(ab initio)方法推算了LK-99的电子结构。
结果显示,在费米能级附近,同样有平坦带的出现。不过,对于LK-99是否具有超导性能,该实验室并未给出明确的结论。
但同样在国内,北航的实验却给出了相反的答案:LK-99非但没有室温超导性能,反而表现出了半导体的特性。
再次强调一下目前的结论:仅靠这个视频验证迈森纳效应是不足够的,还需要更多的样品和实验。但应该是有一些希望的。
不管你信不信,反正股市是信了。
室温超导有什么用?
直接点说,如果有比较低成本的材料获得室温超导体,那么将改变很多行业,特别是和电应用的行业。这作用堪比奥本海默发明原子弹,图灵制作计算机,屠呦呦提取青蒿素,大语言模型训练出ChatGPT一样。
全球经济为何增长乏力,和全球政治格局有关,但也和底层科学已经很多年没有突破有关。
而就在2022年末到2023年,已经有两个突破让人类看到了希望,一个是AI,一个就是这次的室温超导。
第一个改变的是所有电的传输。
超导体,简单说就是它的电阻很小,导电过程中能量的损耗很低。常规导体导电过程中,电阻大就会发热,随着距离边长,发热就更多,损耗就更大,长距离传输电甚至损耗会达到50%,目前解决的办法就是改变导线的面积,或者通过高压输电,所以我们常规见的远程输电,就是从发电区高压输出,到入户时再降低电压,才能使用,如果有了低成本的常温超导,那么电阻几乎没了,就不用变压器输电了,这就可以节约很多成本和损耗。
第二个相关的是芯片。
CPU超频,最大的问题就是散热问题,但如果常温超导,那么散热问题就几乎没有了,芯片速度还可以提高,还可以再缩小。
第三个是磁悬浮运输。
有了低成本的常温超导,就可以维持强电流,而强电流可以产生强磁场,那么磁悬浮列车的制造成本将大幅下降,甚至磁悬浮电动车都可以造起来。
第四个是可控核聚变。
可控核聚变的实验难度取决于维持上亿度高温,目前用的一个方法是创造一个超强磁场,是地球磁场的几十万倍,而目前的常用导体材料是达不到相应需要的电流承载的,而且对成本的影响是天壤之别。譬如,实现20特斯拉磁场,用传统铜导线,不仅需要很大的面积,还需要2亿瓦电,而目前最新的低温超导只需要30瓦电,这一个小时就可以节约20万度电,这给可控核聚变的研究突破带来了可能。
第五个是类似核磁共振的医疗设备。
目前MRI核磁共振都是用的液氦+液氮冷却的超导体,通过强电流产生强磁场,然后图像才能看得更加清楚,而常温超导就可以节约液氦液氮等冷却液的费用,这可是一大笔成本,以后核磁共振设备会更加普及,而且也不会因为带了金属进去而被迫关机导致巨大损失。(MRI核磁共振设备磁场非常强大,一旦吸上去,就拿不下来,除非关机,但关机一次成本巨高。)
第六个是储能。
电一旦输入后,只要不超过临界电流,就可以在超导线圈里永远转下去,对于电输出时的损耗也可以几乎忽略不计,这对未来电存储,电运输,电价都有深远的影响。
第七个是超导量子计算机
这个作用就更大了,计算能力超强,如果配合上AI训练,那很多AI应用就能实现了。
总之,从商业角度看,以上哪个应用不是万亿级别的体量。不过,目前室温常压超导还仅仅停留在理论阶段,但只要接近常温常压,那节约的成本也是万亿计算的。对于这次的探索,我们还是抱着开放的态度去看,科学实验嘛,都是大胆假设,小心求证。
题外话
这次韩国的实验,还是中国的华科,中科大,北航等复现实验,虽然不是正规的学术论文,但都通过互联网发布,甚至通过了B站这样的视频平台发布,未来的科学实验发布可能会更加紧密的和互联网,视频直播等非传统方式公布并传播起来。
科学研究虽然需要静下心来,但是发布成果却是要抢先的,因为学术界也是只论第一,不看第二的。
总之,不管是当年的太空探索,核能,计算机等军备竞赛一样,如今的人工智能,室温超导已经诱发了新一轮的全球竞赛,我们只是希望竞赛结果能造福人类,缩小贫富差距,实现向更广阔星辰大海的探索梦想。
-
LK
个人图书馆-James5291 2023-08-02
-
墨玉戴戴会绿吗
伊秀经验网 2023-08-02
-
什么是食品添加剂消泡剂 什么是食品添加剂
互联网 2023-08-02
-
济南家居再添一抹新色!HUKLA品牌入驻银座家具中心
搜狐焦点 2023-08-02
-
柘城县退役军人事务局召开庆“八一”军休干部座谈会
柘城县退役军人事务局 2023-08-02
-
鸿博股份于河北投资设立新公司 含AI软件开发业务
证券时报 2023-08-02
-
苹果、英伟达和皮克斯等巨头成立联盟,制定元宇宙3D图形标准
钛媒体官方 2023-08-02
-
水利部针对东北三省一区启动水旱灾害防御Ⅳ级应急响应
中国新闻网 2023-08-02
-
精锻科技:泰国工厂预计2025年Q1开始投产 主要产品是电子差速锁零部件
界面新闻 2023-08-02
-
褪去曾经的婴儿肥,女星蒋欣这一次,已经超越了很多女演员
互联网 2023-08-02
-
LK
个人图书馆-James5291 2023-08-02
-
墨玉戴戴会绿吗
伊秀经验网 2023-08-02
-
什么是食品添加剂消泡剂 什么是食品添加剂
互联网 2023-08-02
-
济南家居再添一抹新色!HUKLA品牌入驻银座家具中心
搜狐焦点 2023-08-02
-
柘城县退役军人事务局召开庆“八一”军休干部座谈会
柘城县退役军人事务局 2023-08-02
-
鸿博股份于河北投资设立新公司 含AI软件开发业务
证券时报 2023-08-02
-
苹果、英伟达和皮克斯等巨头成立联盟,制定元宇宙3D图形标准
钛媒体官方 2023-08-02
-
水利部针对东北三省一区启动水旱灾害防御Ⅳ级应急响应
中国新闻网 2023-08-02
-
精锻科技:泰国工厂预计2025年Q1开始投产 主要产品是电子差速锁零部件
界面新闻 2023-08-02
-
褪去曾经的婴儿肥,女星蒋欣这一次,已经超越了很多女演员
互联网 2023-08-02
-
“卡努”越近 广东越热 高温卷土重来!
金羊网 2023-08-02
-
国家能源局要求确保西南地区大电网运行安全
人民网-人民日报海外版 2023-08-02
-
水壶里有内裤?亚朵酒店发声明:该人已被采取强制措施
九派新闻 2023-08-02
-
Statcounter报告:Win11增长停滞,7月Windows系统占比 23.68%
IT之家 2023-08-02
-
河北已启用7处蓄滞洪区
中国青年报客户端 2023-08-02
-
特写:5.5小时的海上科考“作战”
新华网 2023-08-02
-
10年签约近2000,麗枫凭何交出如此硬核答卷?
迈点网 2023-08-02
-
朗进科技:截止2023年7月31日公司股东人数是8506人
证券之星原创 2023-08-02
-
国家防总维持对京津冀晋豫防汛二级应急响应
张家口新闻网 2023-08-02
-
藏地密码电视剧(关于藏地密码电视剧的基本详情介绍)
互联网 2023-08-02
-
廊坊广电·头条丨倪岳峰主持召开河北省委专题会议
廊坊广播电视台 2023-08-02
-
召唤师峡谷视野意识教学(召唤师峡谷)
互联网 2023-08-02
-
薇薇安·卡多尼(关于薇薇安·卡多尼简述)
互联网 2023-08-01
-
成都大运会丨听障泳将彭惠迪:喧嚣模糊不清,梦想始终坚定
北青网 2023-08-01
-
两部门紧急预拨1.1亿元资金 支持京津冀地区做好防汛救灾工作
央视新闻客户端 2023-08-01
-
he的宾格是什么怎么写(he的宾格)
互联网 2023-08-01
-
武汉市江岸区以政务服务改革之力,促市场主体发展之稳
央广网 2023-08-01
-
河里惊现“浮尸”,打捞后发现竟然是“皮裤”
扬子晚报 2023-08-01
-
八一,走进“军旗升起的地方”:新华社记者带你体验“先锋红一营”官兵的“铁”样青春
新华社 2023-08-01
-
痛心!山东籍消防员冯振在北京抢险救灾中牺牲
光明网 2023-08-01