B站视频爆了,这次见证历史

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查看6608 | 回复0 | 2023-8-17 12:31:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
原作者:视觉志ID:iiidaily
, R, a! N( y9 b4 _8 _: v原出处:微信公众号
9 q$ b5 _+ l5 t2 ^9 ?原文链接:B站视频爆了,这次见证历史
现在当个吃瓜群众可太难了。
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1 [) z" ]( z, b! e8 _前段时间,b站一个视频火爆全网。4 P3 _2 \1 ], @$ @4 ~

5 F) v* g: l& V& c& U/ G0 l标题就让人看不懂:LK-99验证。
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3 Y) a0 d* S  M- E打开视频更懵了:一个小黑点在显微镜下动来动去,伴随着一名男子声音进行讲解。
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伴随着满屏“见证历史”和“不懂,但觉得很厉害”弹幕的,是这个视频逆天的1000多万播放量。
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% h# O+ ~  r5 V- J9 l$ ^视频是一名叫“关山口男子技师”的up主发的,主页简介显示这位UP来自华中科技大学,视频下的简介也解释了其中的内容:/ l3 F6 n% G' I% T9 S

9 F* P5 U" N8 U" C“华中科技大学材料学院博士后武浩、博士生杨丽,在常海欣教授的指导下,成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体,该晶体悬浮的角度比Sukbae Lee等人获得的样品磁悬浮角度更大,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。”& N9 L9 R" g; B5 g4 f/ V
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晚些时候,这个视频甚至还被转发到了外网,引发讨论。
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随之而来的是各大科研机构紧锣密鼓的研究,一时间,各种“复现”“证伪”“质疑”“见证历史”和“就是骗局”的结论满天飞。
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然而作为吃瓜群众,大部分人还是一脸懵:6 J  `& ^5 ?4 E0 L, X0 ?' }( Y0 s/ x

# }8 w$ q8 k; G& M4 F* L% W, J. E什么是LK-99晶体?为什么它能在全世界搞出这么大的动静?简介里说的超导磁悬浮又是什么?现在不懂点物理化学知识,连吃瓜都变得这么困难了?
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8 N1 d3 k) E* S, I$ M; b  C其实这一切的背后,源自于我们在初中物理和化学课上学过的,你一定觉得耳熟的东西——超导。4 U* m, b* V. ?  [( ?9 U5 t5 F8 L2 ^

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: g! z% b. K( i' f& W只不过它的发展历程,远比我们所认知的要复杂得多。
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随着对这个爆炸性事件的跟进,很多网友表示自己仿佛重新上了一节物理课,打开了新世界的大门。& N! m& y  M! Z5 N# [
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小视也收集了一些相关信息,让我们一起来吃下这个关于超导的年度大瓜。
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5 V% Z" s$ S. u. }什么是超导?
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上学的时候,我们都学过电流在穿过材料时,会消耗一部分电能,因为材料本身有电阻。
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但科学家们通过研究,发现电阻并不是一成不变的。
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' [: Y0 [) u$ d在某一温度下,电阻会突然变为0,此时这个物质状态就叫超导,材料就叫超导体。
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图源:IC photo  ' g. Z+ M4 s% [

$ x7 J( y4 U% S1 D而除了零电阻,超导体还有另外一个基本特性,就是完全抗磁性。1 O- Q7 m& h+ D9 r! X3 b: t
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我们都知道生活中的铁钴镍等金属,会被磁铁等磁性材料吸引;
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* A" d/ Y+ Y$ g: ^$ W9 ]而超导体正相反,与磁铁相互排斥,从而可以产生磁悬浮现象。4 T) V* f! R& P

1 C& y( C* }" R$ j在央视的一档科普节目里,撒贝宁老师就曾在现场演示过超导体的磁悬浮现象。0 S; o, ~& K, M; X: r4 R& T
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经过液氮处理的材料,甚至可以在磁铁下方不受限制地悬浮且不掉。9 _' s1 F+ Y4 s1 A+ y# s
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仿佛是科幻片里的场景,魔幻又震撼。
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但是,就如实验中演示的一样,一直以来,超导现象只能在超低温的环境下出现。
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* _; P$ J) V! W; b& f这个温度,叫做超导体的临界温度,只有达到这个温度,材料才能变成超导体- u5 w, p. Y( V) R

" [1 `/ n4 |; N8 p' P根据研究,目前已知最高临界温度是-109摄氏度。6 v8 M! v- I+ W! H3 O

: I$ {/ h5 J- L, D9 @: ]* j* e2 S因此研究出室温超导材料,成了全球科学家的梦想。
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# [5 c* u- }( U2 J! D几乎每隔一段时间,都会有相关的研究新闻出现,但很多都是“狼来了”。
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上一次是今年3月,美国罗切斯特大学的一个团队发表论文,声称制造出在1万个大气压下的,临界温度高达21摄氏度的高压室温超导,引起了巨大轰动。/ H- B, o6 g# t8 g5 n" b

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* j7 ?, a# Q- l+ ]% P( ?这要是真的,可就是实实在在的室温了。
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但随之而来的更多的是质疑。5 E) `3 \; a4 o; z
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主要因为论文中说到的超导材料制备工艺及其繁琐,实验结果很难被复制,也就很难被证明或证伪,所以大部分人都倾向于那是一场骗局。
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毕竟一直以来,关于室温超导的浑水摸鱼的骗局可不少。/ z! [  L1 O5 g# e* X2 ?- Y( ~- ]
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后来这件事以论文被撤稿而收场。1 x3 L7 U1 k/ R$ A

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- Y: {; ^7 Q: O9 R- I而短短几个月,这又一枚引爆全球学术界的“重磅炸弹”,来自一个韩国科研团队。
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6 t* Q' ]2 a/ n7 p- G$ l( F- S9 n他们合成了一种名为LK-99的物质,表现出超导体的特性,很有可能实现长压室温超导。8 Q6 `  U% p6 N" @* J0 p
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又是造假?很多人心里的第一反应。
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7 F0 L( r2 ~9 B4 T$ B+ f- T! {) r8 a! f但与上次不同的是,LK-99制作工艺简单得多,任何一个科研团队都能轻松制造出来,如果造假,很快就会被发现。( c! B/ V$ `0 R
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在论文发出不久,华中科技大学就率先复现了结果,就是文章开头提到的那个视频,初步证明了LK-99的抗磁性。0 ~5 I& a* g# y- a# `- a; j
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随后,许多大学与科研团队也都陆续加入研究,得到的结果结论却不尽相同。
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/ e2 c- z' u; }8 `9 P直到前几天,中科院物理所新发表的相关论文证实电阻跳变的原因,很有可能来自样品中的杂质硫化亚铜,认为LK-99可能是超导体的概率比较小,似乎让事件暂时有了一个结论。
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但科学从来没有“盖棺定论”,只能说,这场由LK-99引发的全球炼丹只是刚开始,还将继续下去。4 O  D4 P) ~- }7 |
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0 S1 b0 J% n1 K5 }+ e3 j- G" f当科学家们研究超导时,他们在研究什么?  G" h# \+ p- _3 z
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1911年,荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯发现:
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汞在温度降至4.2K(-268.95摄氏度)附近时,突然进入一种新状态。
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在这个状态下,其电阻小到测不出来。
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于是,他把汞的这一新状态称为超导态。
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; M" I# O# y  k( O: w* A 海克·卡末林·昂内斯  - J$ s( h; \/ _, y

( A# X0 ]) H& P: @% _+ o6 f之后,陆续有其他金属被发现也具有超导性。8 i! _0 E6 T: e9 I* E- @% a
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只不过温度止步于40K(-233℃),此后的几十年时间里,再也没有更高温的超导材料被发现。4 @# N% J! Y6 {0 u4 e- @

6 y2 I$ i7 ?$ n+ v0 u直到1986年,瑞士科学家另辟蹊径,用绝缘体陶瓷测试成功。4 e$ l! W! G& w1 q, K' l
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要知道,此前科学家们的目光都聚焦在金属导体上,这一次绝缘体超导材料的出现,毫无疑问打开了新的思路。
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世界再次沸腾,超导材料的临界温度在短时间内被不断刷新。
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9 i4 `& Y4 H6 [8 E同年年底,美国休斯顿大学将临界温度提升至40.2K,仅仅10天后,中科院物理所宣布找到了48.6K的超导材料。! K9 k8 D$ Y! M& w) ?# U+ e

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第二年2月,这个数字直接飙到了98K,5天后,中科院再次刷新记录,首次发现了100K(-173.15 摄氏度)以上的铜氧化物超导体。同年3月,日本再度刷新记录到123K。
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% ]1 F' w& V' H; L* u% e  |当时的景象有多疯狂,可想而知,几乎每天都在“见证历史”。
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但狂欢到1994年戛然而止,164K(-109℃),还是远远达不到室温的要求,但再也没有温度更高的超导材料被发现了。
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& {- S* p0 V7 r2 S* N$ `虽然每隔一段时间,就会有相关的论文发表出来,声称发现了新的超导材料,但结果也总是质疑比支持多。
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如今,超导已经是物理学一个很细的分支了,但它还能分成很多更细的研究方向。; @7 \* w. m5 s, O1 I( T6 h% \
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而科学家们一直以来做的事情,一言以蔽之,就是找到(合成)“完美”的室温超导材料。& I0 @3 `) n8 W: s$ I! b) t0 A

# A$ T& r8 }# x! t; q每一个研究相关方向的科学家,都梦想着一天自己可以向外宣布:
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( N( L* o/ q, q1 z# J8 w1 E) G“我合成了一个新的材料,它超导,测到的临界温度和临界磁场分别是X和Y”。7 }) t9 {! W' n8 ^+ R$ {9 w2 E+ w

, i7 O) p% _1 u+ L$ _) D人们对于超导的梦想,仍旧在继续。
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* c$ t9 a7 d' }5 A% B4 X2 E! Q' v室温超导成了,我们的生活会变成什么样?+ T' ~* p: Q$ I# d4 @/ A! P

& i: k: ^! }) r9 ?  Y为什么这么多年来,研究室温超导一直是物理学里当之无愧的顶流?( a3 L4 b/ i, y  o

/ v8 A; f" j# u原因就是它的应用前景实在是超乎想象的广阔。
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往远了说,一些电影里的场景可能会在生活中实现。
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比如《阿凡达》里,一座座漂浮的山峰;或是《第五元素》中,空中行驶的交通工具……谁能想象,室温超导真的可以让这种奇幻的情景实现呢?' q+ `: `! l  g9 ?8 i* V) S! H  K
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往近了说,它也可以在方方面面改变我们的生活。3 @: K- Q) X9 K. f3 P5 U8 b
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室温超导材料可以用来制作“完美的电池”。
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, _6 v, Z) i! j" I% ]2 [5 m不仅能够高效率地充放电,并且再也不会发烫从而损毁其性能。. T  Z" E. b8 b+ }- Y

+ x4 M, I: |8 c+ q想想生活中一切需要使用电池的地方,效率都会成百倍地提升。
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除了电池,零电阻的特性也使得电能在输送过程中的损耗可以忽略不计,这就意味着全国甚至全球输电可以实现。5 ?2 k8 B. M0 _5 I

) t) V4 q0 b, l7 d9 O人类的能源问题,几乎可找到了完美的解决方案。
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  t! r3 u4 n$ N0 V. t/ Z) v      图源:IC photo
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2 a7 a) t  U" U9 m% n# w此外,室温超导对于一些高精尖的技术和领域也会产生巨大影响。( \9 x/ Q' t. @8 |

0 b) M9 D- y: v  P, [比如在医疗领域,超导磁体可用于磁共振成像、核磁共振波谱仪等设备。4 `) e1 W4 n5 B# x( `

& |( S/ N9 @$ @设备的性能和精度会极大提高,同时对患者的辐射影响也会相对减少。
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% `$ r  o0 t: E, c而利用超导储存数据,和制作超导计算机等技术,更是足以改变迭代整个计算机信息技术产业。
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9 y$ e. X( h2 U2 T B站视频爆了,这次见证历史-23.jpg 6 B1 @9 s, F2 m" Z7 \
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      图源:IC photo 0 u9 x+ M1 E. G+ ~% N" |8 B
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也难怪在这件事刚开始发酵的时候,就有人说这将会是第四次科技革命,足以见证历史。- T$ C4 K# E' N6 r4 I

* ~% p  e/ f& }7 M: g5 L+ z# A其实在超导最初被发现的时候,人们毫不怀疑它将会是最早引发工业革命的技术。
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7 O  h4 k: v& M! d: _8 b然而直到今天,理想中的“工业革命”依旧没有到来,这一切在继续。! [- l7 G/ t( K
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只是那关于超导未来的美好憧憬和想象,需要的严谨的科学态度,脚踏实地的探索,才终将拥有将其实现的可能。
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