LK-99不是超導體！科學偵探如何一步步解開謎團？

編譯／高晟鈞

LK-99的熱潮已經逐漸退散，神話也迎來了終結。而究竟科學偵探們，是如何一步步將LK-99拽落神壇呢?

積累證據

韓國團隊主張LK-99為室溫超導體主要基於兩種特性：在磁鐵上方懸浮和電阻率突然下降。

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LK-99 超導性最引人注目的證據是韓國團隊拍攝的一段影片，其中顯示了一枚硬幣形狀的銀色材料樣本在磁鐵上擺動。研究小組表示，樣品之所以懸浮是因為邁斯納效應——超導體的一個標誌性特徵。

來自美國、歐洲、中國的不同研究團隊，結合了實驗與理論，並合成了LK-99的純樣品。他們表示沒有發現任何懸浮現象，測試樣品電阻率的結果也沒有發現超導現象。他們紛紛表示，除非韓國團體釋出它們100%的實驗樣本，否則LK-99是超導體的機率近乎於零。

半生不熟的懸浮

影片中，我們能看到樣品樣品的同一邊緣似乎粘在磁鐵上，而且看起來微妙地平衡。然而，磁鐵上超導體的懸浮，是不論如何旋轉、倒置都成立的。來自哈佛大學的前研究員Derrick van Gennep認為，LK-99的特性更接近「鐵磁性」的結果。他用壓縮石墨刨花製作了一個顆粒，上面黏有鐵屑，並拍攝了一段影片，複製了LK-99的行為結果。

不純的樣品

韓國作者在預印本中指出，在一個特定溫度下（104.8°C），LK-99 的電阻率下降了十倍，從約 0.02 歐姆/cm降至 0.002 歐姆/cm。

合成LK-99的反應採用了不平衡的配方：每製造1份銅摻雜磷酸鉛晶體（純 LK-99），就會產生17份銅和5份硫。這些殘留物會產生大量雜質，尤其是硫化銅。而104°C恰恰是硫化銅發生質變的溫度。低於該溫度，暴露在空氣中的硫化銅的電阻率急劇下降，這一現象幾乎與 LK-99所展現的超導性相同。

真相是什麼?

通過對電阻率下降和半懸浮的有力解釋，LK-99確定不是超導體，但謎團依然存在——即，這種材料的實際特性到底是什麼?

經過了實驗證明，與其說是超導體，倒不如說LK-99是電阻高達數百萬歐姆的絕緣體，它是由於電阻太高而無法進行標準電導率測試。它的磁懸浮現象仰賴的也是鐵磁性與抗磁性，但不足以實現完全懸浮。

得到教訓

伊利諾伊大學化學家Prashant Jain指出了舊數據被忽略的重要性，倘若他們可以意識到此現象或許並不來自LK-99本身，並注意到發表於1951年的硫化銅所測得的電阻率研究報告，或許實驗結果會更為嚴謹。

資料來源:Nature.com

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