B站視頻爆了,這次見證歷史

2023-08-15     視覺志

原標題:B站視頻爆了,這次見證歷史

現在當個吃瓜群眾可太難了。

前段時間,b站一個視頻火爆全網。

標題就讓人看不懂:LK-99驗證。

打開視頻更懵了:一個小黑點在顯微鏡下動來動去,伴隨著一名男子聲音進行講解。

伴隨著滿屏「見證歷史」和「不懂,但覺得很厲害」彈幕的,是這個視頻逆天的1000多萬播放量。

視頻是一名叫「關山口男子技師」的up主發的,主頁簡介顯示這位UP來自華中科技大學,視頻下的簡介也解釋了其中的內容:

「華中科技大學材料學院博士後武浩、博士生楊麗,在常海欣教授的指導下,成功首次驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體,該晶體懸浮的角度比Sukbae Lee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大,有望實現真正意義的無接觸超導磁懸浮。」

晚些時候,這個視頻甚至還被轉發到了外網,引發討論。

隨之而來的是各大科研機構緊鑼密鼓的研究,一時間,各種「復現」「證偽」「質疑」「見證歷史」和「就是騙局」的結論滿天飛。

然而作為吃瓜群眾,大部分人還是一臉懵:

什麼是LK-99晶體?為什麼它能在全世界搞出這麼大的動靜?簡介里說的超導磁懸浮又是什麼?現在不懂點物理化學知識,連吃瓜都變得這麼困難了?

其實這一切的背後,源自於我們在初中物理和化學課上學過的,你一定覺得耳熟的東西——超導。

只不過它的發展歷程,遠比我們所認知的要複雜得多。

隨著對這個爆炸性事件的跟進,很多網友表示自己仿佛重新上了一節物理課,打開了新世界的大門。

小視也收集了一些相關信息,讓我們一起來吃下這個關於超導的年度大瓜。

什麼是超導?

上學的時候,我們都學過電流在穿過材料時,會消耗一部分電能,因為材料本身有電阻。

但科學家們通過研究,發現電阻並不是一成不變的。

在某一溫度下,電阻會突然變為0,此時這個物質狀態就叫超導,材料就叫超導體。

圖源:IC photo

而除了零電阻,超導體還有另外一個基本特性,就是完全抗磁性。

我們都知道生活中的鐵鈷鎳等金屬,會被磁鐵等磁性材料吸引;

而超導體正相反,與磁鐵相互排斥,從而可以產生磁懸浮現象。

在央視的一檔科普節目裡,撒貝寧老師就曾在現場演示過超導體的磁懸浮現象。

經過液氮處理的材料,甚至可以在磁鐵下方不受限制地懸浮且不掉。

仿佛是科幻片里的場景,魔幻又震撼。

但是,就如實驗中演示的一樣,一直以來,超導現象只能在超低溫的環境下出現。

這個溫度,叫做超導體的臨界溫度,只有達到這個溫度,材料才能變成超導體

根據研究,目前已知最高臨界溫度是-109攝氏度。

因此研究出室溫超導材料,成了全球科學家的夢想。

幾乎每隔一段時間,都會有相關的研究新聞出現,但很多都是「狼來了」。

上一次是今年3月,美國羅切斯特大學的一個團隊發表論文,聲稱製造出在1萬個大氣壓下的,臨界溫度高達21攝氏度的高壓室溫超導,引起了巨大轟動。

這要是真的,可就是實實在在的室溫了。

但隨之而來的更多的是質疑。

主要因為論文中說到的超導材料製備工藝及其繁瑣,實驗結果很難被複製,也就很難被證明或證偽,所以大部分人都傾向於那是一場騙局。

畢竟一直以來,關於室溫超導的渾水摸魚的騙局可不少。

後來這件事以論文被撤稿而收場。

而短短几個月,這又一枚引爆全球學術界的「重磅炸彈」,來自一個韓國科研團隊。

他們合成了一種名為LK-99的物質,表現出超導體的特性,很有可能實現長壓室溫超導。

又是造假?很多人心裡的第一反應。

但與上次不同的是,LK-99製作工藝簡單得多,任何一個科研團隊都能輕鬆製造出來,如果造假,很快就會被發現。

在論文發出不久,華中科技大學就率先復現了結果,就是文章開頭提到的那個視頻,初步證明了LK-99的抗磁性。

隨後,許多大學與科研團隊也都陸續加入研究,得到的結果結論卻不盡相同。

直到前幾天,中科院物理所新發表的相關論文證實電阻跳變的原因,很有可能來自樣品中的雜質硫化亞銅,認為LK-99可能是超導體的機率比較小,似乎讓事件暫時有了一個結論。

但科學從來沒有「蓋棺定論」,只能說,這場由LK-99引發的全球煉丹只是剛開始,還將繼續下去。

當科學家們研究超導時,他們在研究什麼?

1911年,荷蘭物理學家海克·卡末林·昂內斯發現:

汞在溫度降至4.2K(-268.95攝氏度)附近時,突然進入一種新狀態。

在這個狀態下,其電阻小到測不出來。

於是,他把汞的這一新狀態稱為超導態。

海克·卡末林·昂內斯

之後,陸續有其他金屬被發現也具有超導性。

只不過溫度止步於40K(-233℃),此後的幾十年時間裡,再也沒有更高溫的超導材料被發現。

直到1986年,瑞士科學家另闢蹊徑,用絕緣體陶瓷測試成功。

要知道,此前科學家們的目光都聚焦在金屬導體上,這一次絕緣體超導材料的出現,毫無疑問打開了新的思路。

世界再次沸騰,超導材料的臨界溫度在短時間內被不斷刷新。

同年年底,美國休斯頓大學將臨界溫度提升至40.2K,僅僅10天後,中科院物理所宣布找到了48.6K的超導材料。

第二年2月,這個數字直接飆到了98K,5天後,中科院再次刷新記錄,首次發現了100K(-173.15 攝氏度)以上的銅氧化物超導體。同年3月,日本再度刷新記錄到123K。

當時的景象有多瘋狂,可想而知,幾乎每天都在「見證歷史」。

但狂歡到1994年戛然而止,164K(-109℃),還是遠遠達不到室溫的要求,但再也沒有溫度更高的超導材料被發現了。

雖然每隔一段時間,就會有相關的論文發表出來,聲稱發現了新的超導材料,但結果也總是質疑比支持多。

如今,超導已經是物理學一個很細的分支了,但它還能分成很多更細的研究方向。

而科學家們一直以來做的事情,一言以蔽之,就是找到(合成)「完美」的室溫超導材料。

每一個研究相關方向的科學家,都夢想著一天自己可以向外宣布:

「我合成了一個新的材料,它超導,測到的臨界溫度和臨界磁場分別是X和Y」。

人們對於超導的夢想,仍舊在繼續。

室溫超導成了,我們的生活會變成什麼樣?

為什麼這麼多年來,研究室溫超導一直是物理學裡當之無愧的頂流?

原因就是它的應用前景實在是超乎想像的廣闊。

往遠了說,一些電影里的場景可能會在生活中實現。

比如《阿凡達》里,一座座漂浮的山峰;或是《第五元素》中,空中行駛的交通工具……誰能想像,室溫超導真的可以讓這種奇幻的情景實現呢?

往近了說,它也可以在方方面面改變我們的生活。

室溫超導材料可以用來製作「完美的電池」。

不僅能夠高效率地充放電,並且再也不會發燙從而損毀其性能。

想想生活中一切需要使用電池的地方,效率都會成百倍地提升。

除了電池,零電阻的特性也使得電能在輸送過程中的損耗可以忽略不計,這就意味著全國甚至全球輸電可以實現。

人類的能源問題,幾乎可找到了完美的解決方案。

圖源:IC photo

此外,室溫超導對於一些高精尖的技術和領域也會產生巨大影響。

比如在醫療領域,超導磁體可用於磁共振成像、核磁共振波譜儀等設備。

設備的性能和精度會極大提高,同時對患者的輻射影響也會相對減少。

而利用超導儲存數據,和製作超導計算機等技術,更是足以改變疊代整個計算機信息技術產業。

圖源:IC photo

也難怪在這件事剛開始發酵的時候,就有人說這將會是第四次科技革命,足以見證歷史。

其實在超導最初被發現的時候,人們毫不懷疑它將會是最早引發工業革命的技術。

然而直到今天,理想中的「工業革命」依舊沒有到來,這一切在繼續。

只是那關於超導未來的美好憧憬和想像,需要的嚴謹的科學態度,腳踏實地的探索,才終將擁有將其實現的可能。

15 / Aug / 2023

監製:視覺志

編輯:小 喬

微博:視覺志

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/560a00ce9c2145241e4b358f3684f198.html