2023年8月2日 星期三

有關室溫超導(LK-99)

上週科學界最熱門的話題當然是南韓團隊發表有關室溫超導體的報告,眾科學相關的 youtuber 都有發表相關的視頻。

超導現象先是在水銀中發現的,水銀在絕對溫度4度(攝氏-269度)左右就會突然失去電阻。背後的原理是一堆我唸書時勉強懂一點,現在已經全忘了的量子理論。八十年代末朱經武發現了-190攝氏度左右的超導物質,然後開展了高溫(攝氏-70 度左右) 超導的時代。高溫超導的原理簡單來說就是透過改變金屬化合物的(晶體)結構而達致超導效應。我本科畢業時高溫超導也算是一個常見的畢業論文題目,相關的同學會像中世紀的鍊金術般把材料磨成粉,按不同比例混合、燒結然後測晶體結構及有否超導現像等。室溫超導則像是統一場論般,只是目標但沒人認為有可能做到。

這次韓國團隊的報告發表在互聯網平台arxiv.org上,是未經同儕認證,像我在這邊寫blog 一般的文章。考慮到研究成果太巨大所以等不及傳統期刊,先發表一次佔個頭位的做法還是能理解的。我自己的立場是該文章內容too good to be true。當然我希望這是真的,但相關的影片完全不像一般的超導現象(下方是youtube 頻道「科學調查局」的連結,我想的就是這個觀點)。


今天(1/8)互聯網的焦點是有美國計算機實驗室發表相關的電腦模擬為LK-99 背書,網民當然群起認為自己見證時代。同一天在同一網站也有印度科學家發表了按韓國方法製造的東西檢測不出超導性,但相關文章當然沒人談論。

更有趣的是因為相關報道,美國超導材料公司 (american superconductor, AMSC) 盤前大升150%,寫這篇文章時(00:00) 也升了50%。我完全不知道是什麼概念:如果相關文章是真,超導體公司的技術就變得無甚價值;如果相關文章不能證實,那室溫超導的新關和超導體公司也沒什麼關係。無論如何做超導材料的公司都不應能由此得益。重要的是,AMSC 其實是做電網/再生能源的公司,除了極少數軍事業務外和超導體沒什麼關係。

簡單的結論是雖然我樂於在有生之年見到室溫超導體,但在其他團隊重覆實驗結果前我都保留意見。電腦模擬那篇文章的寫法和我證知中的科學文章差太遠,而且理論和實驗可以差非常遠(例如尼龍絲的理論強度是實際強度的幾百倍),所以一般來說這些計算的結果都只供參考,不能用作證據去證實某個論說。此外,影片實在太像部份有磁性的東西(一反轉就跌到永久磁石上。超導體不應出現這種現像),所以我也不太認為那算是證據。

相關資料:

背景知識

李永乐老师:室溫超導硬核解析:未來已來還是科學騙局?(link)

韓國團隊的原文:The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor (link)

印度團隊複製失敗的文章:Synthesis of possible room temperature superconductor LK-99:Pb9Cu(PO4)6O (link)

美國實驗室電腦模擬的文章:Origin of correlated isolated flat bands in copper-substituted lead phosphate apatite (link)