超导

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韩国室温超导之谜！极有可能是真的，为获诺奖已“打”起来了！[url=][/url]
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[size=0.12][size=0.12]2023-07-29 05:32[size=0.12]福建

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韩国研究人员发现室温超导材料LK-99一事愈演愈烈，现在看来这个革命性的突破很有可能是真的了，因为这是一个稳获诺奖的突破，两位知名教授可能已经为争夺第三个诺奖名额“打”起来了！

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超导是一种物质在极低温下表现出零电阻和完全抗磁的奇妙现象，被认为是物理学的最大梦想之一。如果能实现室温超导，那么人类的科技水平将会踏上一个巨大的新台阶，在各个领域开启无限的可能。

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正因为它的意义如此重大，我们看到其中的争夺可能已经白热化了。

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首先可以明确的是，这个材料是由韩国量子能源研究中心（Q-centre）的李石培和金智勋发现的，也就是LK-99中的L和K。

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而故事最早要追溯到1993年，韩国高丽大学崔东植教授提出了一个新的超导理论“原子间超导带理论”（ISB - Inter Atomic Superconducting Band）。但这个理论和主流的BCS理论背道相驰，不被学术圈所接受。

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1999年，崔东植的学生李石培和金智勋在实验室里偶然制造出了这种材料，后来他们用自己名字的首字母和发现年份，将其命名为LK-99。

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2008年，两人成立了量子能量研究所，继续研究这种材料，但可能是实验室和仪器简陋，学术水平也不够，进展一直非常缓慢。

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2017年的时候，导师崔东植去世，嘱咐他们继续研究，但要做到完美再发表论文。

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2018年两人找到高丽大学教授权英完，帮助拿到了韩国研究财团的赞助，并获得了更好的实验条件和设备。

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李石培和金智勋前前后后经过1000多次实验，终于制备出了样本，2020年他们写了一篇论文投给《自然》杂志，但被爽快地拒绝了。

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他们觉得必须要有更大咖的教授参与，正好当时美国威廉与玛丽学院的知名韩裔物理学家金铉卓教授发表了一篇超导方面的论文，他们就联系了金铉卓教授。金教授看到LK-99的潜力后，邀请他们到美国进行实验。

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从2021年到2023年，在金铉卓教授和其团队的帮助下，他们成功地复制了LK-99，并发现了其超导机制。

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在这个过程中，他们为LK-99申请了专利。金铉卓教授可能希望完善研究后再发表论文，但这时权英完教授可能已看到诺贝尔奖的希望，由于李石培和金智勋必然占据两个名额，他在7月22日早上7点署上自己和二人的名字，抢先在arXiv上发布了第一篇论文。

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据说是李和金通知了金铉卓教授教授，金教授在两个半小时后，剔除权英完教授的名字，把自己和团队中三人的名字加上后，发表了一篇数据更为详实的论文，正是这篇论文让整个事件开始发酵。

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上面这些事件是根据网络资料整理的，有一些是猜测的，但可能是目前为止较为接近事实或合理的推测，应该比较靠谱。

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所以你看看，这项研究实际已有20多年的历史，并且有非主流理论的支持，两位知名教授还为第三个诺奖名额开撕，如果不是极为自信，并且有了比较坚实的支撑数据，也不至于争得如此激烈，所以很多人感觉，这次可能是真的发现室温超导材料了。

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当然，也有专家认为，他们发现的可能只是一种抗磁性材料，并不一定超导。

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据说麻省理工的团队昨天已经直接飞赴韩国，参与LK-99的研究，由于这种材料比较容易制取，可能很快就会有结果了。

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如果LK-99真的是一个室温常压超导体，并且温度高达127°，那简直就是送给人类文明的一个天大礼包，将可能彻底改写人类文明的科技史。而李石培和金智勋，将可能像发现宇宙微波背景的美国射电天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊一样，从籍籍无名一下子就名满天下，并且比他们还要厉害得多，毕竟室温超导材料是和人类的生活息息相关的。

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真相如何，每个人都在期待，是真是假，可能就在这两天了。

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高丽大学化学系的创始人叫崔东植，是一个非常有个人魅力的教授。他在1994年提出了一种离经叛道的理论，叫ISB理论（Inter Atomic Superconducting Band，原子间超导带理论）。他破天荒地认为，通过一种无机的一维高分子链，可以实现超导。但这和主流的BCS超导理论大相径庭，并没有引起太多关注，也没有在科学界掀起丝毫的浪花。全世界只有他自己的研究生李石培默默写过一篇相关的硕士论文——《基于ISB理论的超导性解释》（Explanation of Superconductivity by the ISB Theory），之后，这一理论便无人问津。这就是为什么LK-99在1999年被偶然发现存在异常磁信号，但因复现困难，仍有崔东植的弟子想起崔东植的临终交待，继续钻研的原因。


1996年，崔东植从众多弟子中一眼相中了金智勋，劝他放弃手上的电池材料研究，来自己的超导团队进行化学合成，顺便读个博士学位。但三年过去，一无所获。1999年，就在金智勋即将放弃的时候，他在一个铅磷灰石的样品上发现了异样——实验数据的图表上有一个微弱的波动——看起来似乎由超导引发。他在激动中不断重复实验，最后在几十个样本中发现有两个样本可以重复这个现象。但可惜的是，这个类似超导的数据就像幽灵一般，太模糊，太微妙，难以捕捉而缺乏说服力。金智勋在一番尝试后，始终难以放大这个信号，终于有些灰心。他预感到，如果再这么继续下去，博士可能是死路一条。于是，无论导师崔东植如何劝说，金智勋还是决心放弃超导，回到了电池材料的老本行研究。四年后，金智勋以电池材料的研究课题完成了博士学位，开始在一家供应助听器电池的小公司踏踏实实地上班。失去了心灵手巧的金智勋，崔东植就像失去了左膀右臂，他只能将所有希望寄托于还没毕业的李石培，希望他能坚持研究。
好在李石培踏实而耐心，他和导师二人不断修订ISB理论，不断缩小超导体配方的搜索范围。但无论他俩如何努力，也难以像金智勋那样得心应手。经过9年的时间，李石培在金智勋的研究基础上，终于完成了超导体的合成论文，于2008年拿到了博士学位。但这一天来得太晚了，李石培在9年的博士生涯中磨灭了科研的兴趣，毕业后在一所私立高校担任老师，转行教学生计算机。
崔东植的一维超导理论研究陷入了低谷——他曾经寄予厚望的两个弟子：金智勋在电池公司打工，李石培则在大学里混日子。


但此二人并未忘记1999年发现的幽灵。
2008年，金智勋和李石培一边在各自单位上班，一边又鬼使神差地继续了研究事业。他们注册了一个名为Qcenter（量子中心）的“皮包”公司。这个公司有一搭没一搭地做一些咨询业务，偶尔做一些实验——金智勋和李石培回归了现实生活，超导仿佛只是一种业余爱好，像一个青年时代的梦。1999年的发现像是一个机器中的幽灵，自惊魂一瞥后便消失得无影无踪。
十年，弹指一挥间，二人从青年步入了中年。
2017年，导师崔东植教授忽然病重，弥留之际，特意召唤金智勋和李石培见面。
二人看着病榻上的恩师，往事涌上心头。临终前，导师叮嘱二人，一定要找到1999年出现的那个幽灵：“拜托了，继续研究下去。但是在完美实现之前，不要让世界看到它。”
在老先生的心中，也许室温超导就像一朵白莲花，容不得半点瑕疵和虚假。
5月份，崔东植教授撒手人寰。
李石培决意继承导师的遗志，开始重新筹建实验室，继续研究。
但现实很残酷。他和金智勋简单算了一下，研究需要一台电子自旋共振谱仪（ESR，Electron spin resonance），用来检测检测物质中不成对电子的特性，还需要一台超导量子干涉仪（SQUID，superconducting quantum interference device），用来测量微弱的磁通量变化。但这些仪器都非常昂贵，显然无法由个人承担。而且，现在大家有了家室，也不能像学生时代那样无所顾忌，要想全职进行超导研究，就只能对外筹集资金。
但筹钱何其难哉！
起先，在导师老友吴根浩教授的帮助下，他们向韩国国家科学基金会提交了一份申请。但基金会的专家看到这十年之间二人没有发表过一篇论文，于是十分果断地拒绝了。
但李石培并不死心，又向权英完教授抛出了橄榄枝。
权英完是高丽大学的终身教授，信誉良好，成果斐然，而且有ESR和SQUID仪器的使用权。当然，权英完觉得这对搭档有些业余，不过，他想到自己不用承担太多责任，如果能获得资助，何乐而不为呢？ 于是，2017 年底，权英完入职Qcenter，在大学工作后偶尔过来。
实验室在权英完的加持下获得了资助。
2017年底，Qcenter购买了一台 ESR设备；2018 年初，金智勋全职加入团队。
有了金智勋的全情投入，还有权英完教授的加持，这个小小的团队简直成了超导研究的韩国梦之队！
但令人始料不及的是，金智勋和权英完并不和谐，二人摩擦不断。
权英完是一个学院派物理学家，他不满足于简单的实验现象和数据罗列，认为研究的目的是发现超导现象背后的本质理论。
而金智勋是一个实干主义的实验派，他关注 ESR上发现的数据和信号，相信只有明白无误、无可辩驳的事实才是科学的真谛。
真所谓——道不同，不相与谋也。
而李石培意识到，在过去的20年里，只有金智勋是唯一那个曾经接近超导鬼魂的人。离开金智勋，他们将一无所成。
于是，李石培开始充当和事佬，他在两人之间斡旋。实验又开始磕磕绊绊地推进了。
2018 年初，金智勋很快便重现了1999年发现的痕量超导现象。这一次，他卯足了精神，决心不再让这个鬼魂在眼皮底下溜走。
他不断打磨实验，不断放大这个倏忽即逝的信号。
但这个信号太微弱了。
它是什么？它看似是图表上的一个微微抖动，但却是某个真实发生的神秘事件在现实中的隐约回声。
金智勋就像是宇宙中的马可波罗一样，蒙着眼睛，在未知的大海中探索新的疆域。无数次的实验里，他一遍又一遍地呼喊，一次又一次地倾听ESR的回应。数据时好时坏，他距离真相时远时近。
时间一天一天地过去了。此时的金智勋在理论指导下，发明了一种全新的方法来筛选和搜索。但材料的排列组合如同茫茫大海，找到室温超导体如同大海捞针。
理论也只能止步于此。
2020年，新冠席卷全球，实验室因疫情而封锁，大家如同被囚禁在大海上的孤岛上一般，与外界失去了联系。
在封锁期间的一个早晨，金智勋在图表上看到了一个巨大的峰！他为之一振——这是幽灵的影子第一次被确切地记录！
他不断测试。
但奇怪的是，用同样的材料，在同样的环境下，他却怎么也无法重复这个结果。
宇宙仿佛开了一个玩笑。这怎么可能？
金智勋不断翻看实验笔记，精确重复这次异常测试的方法，但没有发现任何结果。
不过，金智勋有个好习惯，他在每个样品进入熔炉之前和之后，都会进行拍摄记录。
他检查了实验室的录像——功夫不负苦心人，他终于发现了异常的蛛丝马迹——出炉的石英管中，有一个出现了一道裂纹。
金智勋疑惑，难道，这就是召唤幽灵的咒语？
他仔细查看视频，发现自己在将试管从炉子拿出转移到秤上时，手肘不小心撞到了桌子，微微磕碎了试管。
此时，金光再现，醍醐灌顶。


金智勋意识到，在铅磷灰石结晶过程中的某个微妙时刻，需要引入氧气来改变正在形成的晶体结构！这才是重复实验的关键！
至此之后，实验进展飞速。
三个月后，Qcenter经过1000多次实验，终于捉住了这个困扰团队 20 年之久的幽灵，成功将其封印在结晶里。
现在，你可以把它握在手里，它可以在磁场中半悬浮，如同一块魔法石。
LK-99的抗磁性表现李石培欣喜若狂。
李石培和金智勋从各自的姓中取出一个字母，用LK-99来命名这种新材料，以纪念1999年发现的痕量超导。
LK-99化学结构示意权英完惊呆了。他如梦方醒，开始试图从物理角度进行理论分析。他一开始就不相信崔东植的超导理论，不相信一维超导理论能够解释实验现象。权英完明白，现在自己比其他所有科学家都领先一步，如果他能最先弄清楚背后原理，诺贝尔奖也将有他一份。
这导致他和团队中的其他成员发生了直接冲突。
此时，成果亟待发表，而团队分裂。新的困扰又出现在面前。
Qcenter没有足够的资金和设备进行更加全面的测量。这种超导材料变成普通材料的临界温度非常之高，甚至超出了普通设备的测量范围！
终于，2020年，团队克服各种困难，完成了一篇论文投给《自然》杂志，希望能够获得编辑青睐。但不幸地是，稿件很快就被拒稿——这个投稿时机不是太好，罗彻斯特大学的Ranga Dias刚刚被揭穿室温超导作弊。而权英完则认为，拒稿的原因是因为文中崔东植的一维超导理论不够完备。
在一番讨论后，大家认为，论文必须要有更权威的教授参与才能发表。而恰好此时，美国威廉与玛丽学院的金铉卓发表了一篇超导论文，于是，大家本着都是韩国人的缘分，开始尝试联系金铉卓教授。
而金教授表现出一个主流科学家的正常反应，委婉地邀请他们到美国进行实验。
李石培当然明白，这意味着只有把LK-99确切地展示在金铉卓眼前，他才会被说服和打动。但疫情的封锁，让任何跨国的交流都举步维艰。
团队只好放弃幻想，开始申请专利，写新的论文。
疫情大大拖缓了Qcenter的进度。
李石培让团队专注于后续研究，比如LK-99的气相沉积制备，后期如果大规模应用，在电子生产的流水线上必须完成这一步骤。权英完则在 2021年底向大学申请了休假，全力专注于理论研究。
Qcenter并没有完美的理论来解释LK-99为什么会起作用——整个实验过程非常苛刻。实验粉末必须用研钵和研杵均匀混合，颗粒必须完全均匀。如果购买了预先混合的粉末，或者没有使用研钵和研杵，甚至从炉子移动到冷却站的速度太慢，都将会导致结晶失败。（这也许是最近全世界的实验室都未能复现结果的原因）
而此时，全世界只有一个人，偶尔可以在石英管离开熔炉的某个玄妙时刻，通过快速打破试管来制造这种神奇的浮石。
这个人就是金智勋。
时间流逝，韩国的疫情管控开始松动。美国的金铉卓教授飞越大洋，终于见到了传说中的LK-99，他立刻被这种神奇的材料打动了。超导研究在此刻终于迎来了重大的转机。
在金智勋的帮助下，金铉卓开始能够在美国独立复制LK-99。这种材料的产量很低，大约10次制备才有一次偶然的成功。
后续如果要充分研究这种物质，Qcenter还需要更大的资金投入[1]。
但金铉卓的加入，也让团队结构发生了变化——权英完被边缘化，分工变得不太重要——只是负责SQUID的测量。2023年3月，在一次激烈冲突后，权英完被Qcenter解雇。
众所周知，诺贝尔奖最多只能有三个人分享，而李石培和金智勋必然占据两个名额，权英完知道，金铉卓和自己只能有一人上榜，他获得诺贝尔奖的希望变得十分渺茫。
7月22日早上7点，权英完在arXiv上抢先发布了第一篇论文。虽然此时LK-99的研究并不完善，过早发表论文并不明智，权英完应该是试图作最后一搏。
很快，我们看到，金铉卓在两个半小时后发表了一篇数据更为详实的论文——当然，这篇论文里没有权英完的名字。
至此，一场科学界的宫斗大戏，徐徐拉开了帷幕。