但尚未确认超导

金磊 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

家人们，物理界的“顶流”室温超导，又有重磅消息来了。

就在今天凌晨，东南大学物理学院超导研究团队的孙悦教授在B站发布最新结果——

LK99，在常压110K（-163℃）以下成功观测到了零电阻！

用孙教授的话来说：

可能是存在超导的证据，但是是否超导还有待进一步实验确认。

值得强调的一点是，这项研究并不意味着证实或发现室温超导。

不过这并不影响它的价值和意义，正如华南理工大学洗芝溪教授在知乎中的评价：

非常震撼，甚至比前两天华科的结果还要震撼；远超预期！

因此这项研究同样引来了不少的围观，截至发稿，已有XXX万的播放量。

接下来，我们继续深入了解一下。

（注：本文内容已经过孙悦教授授权。）

110K成功观测零电阻

在发布的视频中，孙悦教授打开了论文，以“看图说话”的方式展开讲解。

首先是一张X射线衍射（XRD）实验结果的图表：

其中，左侧的（a）和（b）表示的是两种前驱物的XRD结果；右侧的（c）则是四个样品的XRD结果。

将它们与韩国团队此前发布的结果做比较后可以发现，XRD是非常吻合的，并且孙教授表示：

我们比他们的样品更加纯净一些，（从结果上）可以看到Cu2S的峰已经很小了。

接下来便是此次实验的重头戏——零电阻结果。

团队是从300K开始一直往低温开始测的，通的电流是1毫安，所得到的结果如下所示：

孙教授表示，测试所用的样品本身比较脆，很难把它弄成一个规则的形状（同时也是为了节省时间）；因此在样品处于不规则形状的情况下，采用四引线法进行了电阻率的测量。

从实验结果上来看，材料在高温情况下出现了半导体行为，而关键是到了110K的时候，样品的电阻基本上降到了0！

至于在250K的时候电阻率有个奇怪的下降，孙教授给出的解释是：

有可能是电极做的可能不是很干净。

同样的，在这次实验中团队把磁场加入了进来，对样品的超导转变进行了测量。

从结果上来看，样品的超导转变还是比较稳定，TC Zero只有一点点的变化。

孙教授表示：

我们其实在8月1日的下午就已经看到了类似于超导转变的电阻陡降行为，但那时候我们电阻并没有到0。

所以我们后来又加紧挑选样品，一共测试了6片样品，但只有在一片样本上观测到了零电阻；其它则是半导体行为。

此外，对于这个零电阻样本，我们还做了迈斯纳效应的测量，并没有观测到完全抗磁性。

因此，我们猜测，样品里面零电阻是超导造成的，那么超导组分还是比较低的。

未证实室温超导，但也是进步

正如我们刚才提到的，孙教授团队此次的实验并不是室温，而是110K以下。

但其最大的意义是“证实了LK99确实是有东西的，值得科学家们进一步去研究”。正如B站Up主“图灵的猫”所述：

不过也有网友对此次实验结果的精度提出了质疑，对此，华南理工大学洗芝溪教授认为：

这个不需要纠结，PPMS是世界通用的物性测量系统，测到了它的检测限没有电阻，就是零电阻，这是公认的。

一般来讲，电阻从室温往下掉，能有三四个数量级的下降，就已经可能存在超导了，东大的结果比这还好。

除此之外，对于转变温区过宽的问题，洗芝溪教授也做出了解释：

这是高温超导的常态，即使是ybco块材，也有个10几K的转变区间，混合相的宽度很宽。

所谓的混合相，有时候也叫预配对相，就是Cooper对已经出现了，但因为有涡旋流的钉扎，还没有完全凝聚的状态。完全凝聚了就是迈斯纳相。

并且洗教授对这项实验给予了肯定：

不管怎样，这已经是非常非常振奋人心的结果。把畅想的幅度，可以稍微调大那么一丢丢。

最后，孙教授团队的论文已经向arXiv提交，感兴趣的小伙伴可以蹲一波了。

One More Thing

就在昨天下午，韩国超导与低温学会 (KSSC) 成立了一个验证委员会来验证 LK-99 样本：

除此之外，昨晚曲阜师范大学首次对抗磁性LK-99进行了电阻测试。

测试结果发现该样品在常温到50K（-223.16℃）低温范围内仍存在大的电阻值，测试过程中并没有出现电阻大幅度骤降或者零电阻。

对此，根据界面新闻的报道，曲阜师范大学物理工程学院教授刘晓兵表示：

对于网友提到的LK-99是人类磁悬浮技术的最好材料这个说法，需要保持理性和客观对待，任何新材料从发现到最后的大规模应用都有很长的路要走。何况目前对LK-99这个材料的认识还很有限。

对于室温超导这个“全球顶流”，我们还需且行且观察。

参考链接：
[1]https://www.bilibili.com/video/BV1pM4y1p7u5/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=7db76f4680fb17cddf55f19665bb2efd
[2]https://www.zhihu.com/question/615350352/answer/3147560576
[3]https://www.reddit.com/r/singularity/comments/15g63n1/the_korean_society_of_superconductivity/
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/0pfcfy4h9NJ2MkOL7_LjRQ