韓合成常溫超導體？學界熱議

7月下旬，韓國科學家發表的兩篇論文宣稱他們成功合成常溫超導體LK-99，開啟了人類新紀元。消息使一些韓國、中國和美國公司股價暴漲，但也引發高度質疑。

超導現象（Superconductivity）指材料在低於某個臨界溫度時出現「零電阻」和「完全抗磁性」兩種特徵。「零電阻」指電流流動中不會耗損；「完全抗磁性」則是排除磁場，使磁力線無法通過。但超導現象只能在極端溫度（如-269°C或-452°F）或極端壓力下實現。例如水銀、鉛、錫等物質的超導臨界溫度都低於-260°C。此條件限制了超導體的應用，這是為什麼發現「常溫超導體」會如此引發關注的原因。

韓國科學家發表的兩篇論文顯示，位於首爾的「量子能源研究所」（Quantum Energy Research Centre）合成了名為LK-99的超導體，能夠在常溫和常壓下導電，也是世界上第一個常溫超導體。

研究人員還公布製作LK-99的方式，它採用一種相對常見的礦物「鉛磷灰石」，且在其中引入少量銅原子。雖然這兩篇論文仍需要經過同儕評審，但這項發現已經引發熱烈討論。

據韓聯社報導，韓國超導和低溫學會LK-99驗證委員會表示，與LK-99相關的影像和論文中展示的材料特徵並不符合「邁斯納效應」（Meissner Effect），不足以證明LK-99是常溫超導體。「邁斯納效應」是材料從一般狀態變至超導態過程中對磁場的排斥現象，它可以用來判別物質是否具有超導特性。

韓國超導和低溫學會希望研究團隊能提供樣本用於驗證，但團隊表示論文已投稿、正在進行審查，須待審查結束2至4週後才能提供樣本。

難以證實的「不明超導物體」

有關LK-99的壞消息是，一開始人們對LK-99寄予厚望，但仔細觀察就不行了。研究人員甚至為它取了個綽號「不明超導物體」（USO）。

路透社援引美國阿岡國家實驗室（Argonne National Laboratory）凝聚態物理學家諾曼（Mike Norman）的話報導，「我們稱它們為USO。」

諾曼說明，「USO的歷史可以追溯到很久以前，包括一些非常著名的人，他們認為自己研究出了超導體，但他們沒有。這就像科學中的任何事情一樣，你可能會被愚弄。」

對於超導體的最新發現，諾曼說，原始論文有一些問題，部分可能是由於匆忙發布研究成果而造成的印刷錯誤，但更令人擔憂的是缺乏各溫度範圍內的數據，無法顯示材料在超導狀態和非超導狀態下的表現。研究人員通常以這些數據來表明材料樣本在多大程度上是真正的超導體、在多大程度上不是。

固態物理學家、勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）物理學家格里芬（Sinead Griffin）使用美國能源部的超級計算機模擬了韓國研究員提出的材料。

格里芬發現，在鉛磷灰石中加入銅原子，會使這種材料的原子以一種意想不到的方式重新排列，使其與現有的超導體相似；但這種效果取決於銅原子是否會進入它們在自然狀態下「不願」進入的地方。

格里芬謹慎表示，這項模擬不能決定性的證明該材料是超導體，它假設研究人員可以以完美的精度將銅原子放入鉛磷灰石中，但「在現實世界中，這種情況不太可能發生」。

澳洲墨爾本蒙納許大學（Monash University）原子薄層材料教授富勒（Michael Fuhrer）說，論文沒有提供數據說明這種材料在成為超導體的同時能承載多大的電流，而這是改善電網的關鍵問題；此外，即使LK-99被證明是常溫超導體，要確定它有多大用處仍需要時間，不過超導體可能在普通材料中偶然發現的可能性，這些結果仍然值得研究。

諾曼說，「那個領域有很多很多的礦物我們還沒有研究過。這些礦物中可能隱藏著一些非常有趣的物理特性。」

臺大實驗 未復現韓論文結果

臺灣大學物理系教授王立民率領團隊複製韓國論文超導體LK-99的實驗，但暫未能復現出論文宣稱的室溫超導。

中央社報導，王立民上週六（8月5日）率領團隊，設法複製韓國超導體LK-99的實驗，並與科學知識社群「泛科學」合作直播，吸引逾萬人上線觀看實驗結果。

王立民週日（8月6日）對中央社表示，超導體一定要具備抗磁性，根據實驗結果，材料合成出來是導體，也具有一些反磁性，但從電阻和磁性的測試來看，並不是基本超導性質的特徵，因此實驗未能復現出韓國論文宣稱的室溫超導。

王立民說明，實驗得出的材料，其超導成分僅約萬分之2，但超導材料要能應用，反磁性來自於超導的成分比率應該接近百分百。對於實驗結果，王立民認為，「有點失望，但還不至於完全絕望」，由於實驗還有很多修正或改進空間，未來將繼續進行研究。

若真的合成常溫超導體，將大大降低核磁共振成像的成本，因為它將不需要液氦冷卻劑。液氦冷卻劑既昂貴又有供應緊張的問題。常溫超導體的零電阻特性，還將使電網更有效率。◇