室温超导火“出圈”，究竟是真是假

7月22日，韩国一科研团队在arXiv网站发表论文,宣称发现了全球首个室温超导材料LK-99，在全球科学界引发“巨震”。如今两周过去，在这期间，多国团队进行了复现实验，对这一发现的质疑之声甚嚣尘上，事件逐渐“出圈”引发全网关注……

那么，室温超导究竟是什么？为何此次的“发现”能引起这么大的热度？现阶段复现实验结果如何？室温超导如果实现会给生活带来哪些影响？在超导领域国内已经有了哪些应用？

电阻是零，磁感应也是零

超导，指导体在某一温度下电阻为零的状态。人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。

1991年，荷兰物理学家昂内斯在研究中发现，当温度降到4.2K以下时，金属汞（Hg）的电阻突然降为零。汞成为了科学家发现的第一个超导体，其超导Tc（临界温度）为4.2K（-268.8℃）。所谓的超导Tc即超导转变温度，也就是超导体由正常态进入超导态的温度。

超导材料被发现之初，大家都认为其只有零电阻这一个特性。直到1933年，瓦尔特·迈斯纳发现，在固定的外磁场下，把超导体材料由正常态变为超导态时，所有的外磁通都被自动地排出体外，这个现象也被称为迈斯纳效应，既完全抗磁性。

电阻是零，磁感应也是零，拥有这两个特性的超导体目前已经被应用在能源、交通、医疗等领域，比如人们所熟知的磁悬浮列车、磁共振成像设备(MRI)等。

进入21世纪后，科学家们发现的可工业应用的超导材料主要包括MgB2和铁基超导这两类。而最近几年材料领域的重要发现主要集中于超高压作用下的超导特性。2015年，德国马普所的Drozdov等人发现，在超高压条件(155 GPa)下硫化氢可以在-70.00℃下实现超导。

此外，今年3月美国罗切斯特大学的Ranga Dias团队在顶级学术期刊《自然》发表论文，提出由氢、氮、镥3种元素组成超导体，在大约1万个大气压下可实现约294K（21℃）的室温超导电性。但目前复现实验均宣告失败，科学界怀疑其造假，该研究成果尚处于争议中。

世界各国团队开展复现实验

此次韩国团队发布了完整的制备过程，与此前各类超导材料相比，过程显得过于简单和“粗糙”，被网友调侃为“炼金术”，但这也让复现实验更便于实施。

7月31日，北京航空航天大学的研究人员在arXiv上提交了相关论文，他们得到的样品X射线衍射图谱和韩国团队一致。但他们的研究同时表明，在改性铅磷灰石中存在室温超导体的说法可能需要更仔细的再研究，特别是在电传输特性方面。

8月2日，华中科技大学团队成员在B站发布视频，宣布首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体。视频中，无论是磁铁的N级还是S级，该材料都对此呈现出斥性。但团队成员称，由于材料太小，还没进行电阻测量。截至目前，该视频播放量已超过1000万次。

8月3日，东南大学团队宣布测到LK-99样品零电阻的实验结果，但并非在室温下，而是在110K（-163.15℃）时，且没有抗磁性。该样品是否有室温超导，还有待进一步探索和测量。

针对LK-99，上海大学团队也进行了复现工作。该校理学院物理系教授、上海市高温超导重点实验室主任蔡传兵说：“目前初步合成制备出一些样品，但没有发现超导现象。样品还很粗糙，纯度也不够，正在进行不同工艺条件的样品制备，同时从不同温度和磁场等进行特性表征。具体结果会通过学术论文进行公布，需要更多时间和可靠的实验结果。”

目前，所有的公开复现实验中，制备的LK-99材料，有部分检测到抗磁性，但没有检测到室温常压下电阻为0的现象。

超导“出圈”有何意义

在超导领域，上海一直走在全国乃至世界的前列。蔡传兵任职的上海市高温超导重点实验室成立于2014年，研究方向包括基础物理研究，非常规新型超导体，新奇的量子效应、超导体的电子结构和磁热相图研究等。“目前，我们在新型镍基超导体、二维界面超导体和超导磁通动力学方面都有很好的研究成果，发表在国际顶级期刊上。”他说，“此外，我们攻克了高温超导带材制备关键技术并在国内率先进行了科技成果转化。实验室与上海电缆研究所和上海国际超导科技有限公司合作，为国家电网在徐汇区的1.2公里超导电缆工程提供了核心关键材料——高温超导带材。”

2021年12月22日，国家电网公司在上海兴建的世界首条35千伏公里级超导电缆示范工程正式投运。该示范工程位于上海市中心，连接徐汇商业核心区两座220千伏变电站，总长1.2公里，额定电流2200安培，电能辐射整个辖区内的4.6万户用户。

对于本次LK-99事件引发的巨大关注，上海交通大学电气工程系高温超导应用团队的盛杰副教授认为，超导本身是一个小众学科，有一定的认知壁垒，普通人面对纷杂的真假消息，往往难以判断。一些“阴谋论”以及“反转”的剧情确实能让人体验到“吃瓜”的快感，但是科学总要回归理性，面对这些信息还是要保持客观谨慎。

另一方面，令他感到欣慰的是，很多人表现出对颠覆性技术的兴趣以及极高的敏感性。“最近咨询我超导领域科普读物的朋友有很多，这表明，随着高等教育的普及，民众的基础认知水平已经有很高水准了。”

此外，本次以华科和东南为代表的科研团队通过新媒体的方式向大众展示了科研过程，相关视频在B站等平台播放破千万次，引起广泛关注的同时也让大众有了更多的参与和互动感。盛杰认为，这样的方式对青少年科研启蒙也是非常有益的。

B站大佬合成了可以磁悬浮的LK-99晶体