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外网大新闻:21℃实现室温超导!电力行业将巨变?

2023-03-10 13:34     来源:新智元、量子位     核聚变 托卡马克装置
物理学界又被扔下一枚核弹。

还是因为那石破天惊、看上去分分钟要把诺奖斩获马下的四个字:室温超导。

Ranga Dias团队:21℃实现室温超导!

这次,来自罗彻斯特大学的Ranga Dias团队,给出的结果压强更低,临界温度更高:新材料在约21℃的室温条件下,加压到1万个标准大气压就会出现超导现象。(p.s. 人类已经可以在5-6万个大气压下合成钻石。)

就在今天凌晨,Nature还正式发表了Dias团队的新论文。时间戳显示,这篇论文在2022年8月投出,今年1月18日被Nature接收。

当天,科学家们疯狂涌入会场,都希望自己能亲眼见证历史。由于物理大咖含量过高,主办方不得不叫来安保拼命堵门,驱赶人群。
对此,佛罗里达大学的物理学家James Hamlin表示,如果结果是正确的,这可能是超导历史上最大、最震撼的突破。

室温超导解决全球的能耗问题,人类将利用电能获得巨大的力量

室温超导为何如此重磅,让全世界物理学家震惊?超导体,顾名思义就是超级能导电的体,也就是电阻为零。这样就传输电流就不会发热,电线两端不需要电压。如果超导体能实现商用,交流电就根本不需要了,变电站也可以退出历史舞台了。而通过超导体的电流很大,就可以产生很强的磁场,在核磁共振、磁悬浮等领域都有极大的应用,连可控核聚变都不需要液氮超导了。

如何判断自己的材料达到了超导条件?

理论上来说,仍然得靠两个效应判断。

一个是完全抗磁性,又称迈斯纳效应,能让超导体内部的磁感应强度为零,及超导体排斥体内的磁场。这种特性最大的用途是用来做磁悬浮。

另一个则是零电阻效应,指的是某种材料在常温时是导体、半导体甚至绝缘体,但当温度下降到某一特定值时,它的直流电阻突然下降为零。

通常用迈斯纳效应测量起来比较困难,不少研究用的都是零电阻效应的判断方法,即在某种条件下观察到材料电阻变为0。

超导材料凭借着两个关键特性「零电阻现象」和「迈斯纳效应」(完全抗磁性),对科技的进步有着极⼤的促进作⽤,比如:可控核聚变

托卡马克装置,是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。其中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。而在产生强磁场的线圈上应用超导技术,则可以使磁约束位形能连续稳态运行,是公认的探索和解决未来聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。
电力输送

电网在传输电力时,不会像现在那样因电线中的电阻而损失高达2亿兆瓦时(MWh)的能量。据统计,用铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线路上,光是在中国,每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。

假如这次Ranga Dias真的实现了室温超导,那全球的能耗问题,将从源头上解决——人类将利用电能获得巨大的力量。

如果再从根上掌握了可控核聚变,我们甚至可以进行远距离的太空旅行,可以说,人类就真的要起飞了。

而掌握这项技术的人,无疑将引领世界。(简直是科幻走进现实。)论文作者黑历史缠身,研究结果存疑

这位Ranga Dias却有「黑历史」的前科。在2020年的时候,Dias就宣布一种由氢-硫-碳三种元素组成的新材料可以实现室温超导(15℃,267GPa)。

尽管压力条件相较此次给出的结果距离实际应用更远,但作为“首个室温超导成果”,这项研究在当时同样轰动了学界,还登上了Nature封面。

然而,就在这篇论文发表后的两年间,围绕这项研究,可谓争议不断。其他实验室反复尝试,都未能复现结果。

2021年8月25日,一个核心争议点被揪了出来:论文的磁化率数据有问题。

简单来说,就是Dias团队在处理原始数据时,用特殊方法对背景噪声进行了去除,但在论文中却没有针对这一数据处理方法给出合理的解释。

一年前,他发在Nature上的C-S-H室温超导文章曾被撤稿,如今他又带着N-Lu-H的室温超导卷土重来。所以说,在实验结果能成功复现之前,目前整件事还是疑云重重。Dias公司号称获包括openAI 等投资者2000万美元融资

Dias不仅成立了一家初创公司Unearthly Materials,而且还申请了关于氢化镥的专利。凭借这波操作,他不仅从包括Spotify和OpenAI在内的投资者那里筹集了超过2000万美元的资金,而且还不用担心别人找会上门来要「样品」。对此,Dias表示:「我们对如何制作样品有明确、详细的说明。考虑到工艺的专有性和存在的知识产权,我们并不打算分享这种材料,当然也包括其中的方法和过程。」不过据外网最新消息,网友打脸,称2000万美元融资还属于意向,资金并未到位。



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