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卧槽,刚刷到这篇,本来想直接划走的,结果看到伯克利那帮人用超算模拟出那个平的带,我他妈直接从床上坐起来了。说实话,超导这东西,我等吃瓜群众都快被溜麻了,隔三差五来个室温超导的大新闻,最后要么是复现失败要么是数据造假,整得跟娱乐圈似的。但这回吧,感觉有点不一样。 我不是搞物理的,但材料这行我沾过一点边,以前在实验室打磨过陶瓷样品,就那种铅磷灰石类似的玩意儿,知道里头的水有多深。你文章里说那个Cu-d轨道的孤立平带穿过费米能级,带宽130meV,我特意去翻了原文的图,虽然看不太懂吧,但那个能带结构真的是平的,就像被压路机碾过一样。这种平带确实不正常,正常的材料能带都跟心电图似的上下跳,平带意味着电子都懒得动,动量几乎没变,那配对起来就容易得多。 但是吧,理论说是这么说,我总觉得哪里有点不对劲。他们用的是DFT加U修正算出来的,这几个参数不同人调出来的结果能差出十万八千里。U值从2调到6,结果都相似?这事儿有点悬。我年轻时候做过一次计算模拟,为了调一个U参数折腾了仨礼拜,最后发现结果对U的依赖大到离谱,直接把我整个项目的结论给推翻了,说起来都是泪。 还有那个图里说费米能级穿过一个平带,但跟铜一起出现的还有一个氧的p轨道,你看他们画的自旋极化能带,红的是自旋向上蓝的是自旋向下,两条带在费米能级那儿几乎是简并的,但我怎么看那两条带都像是有点劈叉,中间好像隔了一丢丢缝。这种自旋极化下的半填充平带,到底是给我搞出个超导基态还是搞出个磁性基态,文章里没说清楚。这俩在凝聚态物理里可是两条路子,一个给你超导,一个给你绝缘体或者磁性。 再说那堆实验的。LBNL这个研究说到底是个理论模型,就像有人拿天文学公式告诉你哪里有颗行星,但望远镜还没对准那儿呢。韩国人那个LK-99样品,我刷推看到有人说其实是几个不同相混在一起的混合物,铜只在特定的Pb(1)位点上才能形成那种扭曲的三棱柱配位,但实验上你到底能不能控制铜只去那个位点而不去别的地方?一旦铜跑偏了,到了Pb(2)位点上,那整个电子结构就全变了,甚至可能直接给你变个半导体出来。所以复现不出来很正常,别急着说人家造假。 但我还是希望这次是真的。你别看我说了这么多质疑的话,作为一个被各种科研瓜喂过不少毒食的人,我真心希望这次能打我的脸。你要说哪儿最让我信服,其实是那个结构变化的细节。文章里提到Cu取代之后整个晶格参数减小了,配位也变了,还出现了Jahn-Teller扭曲三棱柱,这个细节特别让人舒服。因为超导也好其他量子现象也好,从来都不是说元素对就行的,而是整个晶格的协同作用,就像跳广场舞不是人齐了就行,还得步伐统一才能形成那个气场。这个结构扭曲说明他们是真的从头到尾想了一遍这个材料的物理过程,不是硬凑出来的。 不过话说回来,就算这个理论完美到天上去,从理论到实用还隔着十万八千里。就算LK-99是真的,你得先能稳定合成出纯相,然后还得能找到办法把它做成薄膜或者线材。更别说常温超导的临界电流密度,那种大面积制备下来够你喝一壶的。我记得早年有个超导材料刚出来时,理论也是无懈可击,但后来发现它的临界电流密度低到连电动车电机都驱动不了,只能用在一些极小型的传感器上,那就尴尬了。 还有一件事我总觉得有点不对劲,就是这次出来的速度也太快了。韩国人那边7月底刚发在arXiv上,8月初美国这边就直接理论支持了,这效率比我点外卖还快。虽然有人说是因为现在AI工具和计算资源都牛逼了,但一般学术论文从想法到写出来到过流程怎么也得折腾好几个月吧,除非他们早就知道这个消息提前做了准备。这个动机就有点意思了,你说他们是想蹭热点,还是真的在韩国人之前就已经注意到这个材料了?这里头的故事可能比超导本身还精彩。 总之呢,我觉得这篇文章的价值不在于给LK-99盖棺定论,而是提供了一个特别好的范例:在实验吃紧的时候,理论出手先探探路。要是后面实验组真的跟着理论把样品给合成好了,那这个超导事业可就真的要腾飞了。要是实验一直翻车,那就只能说明理论归理论,现实归现实,中间隔着的不是一层窗户纸,是一堵墙啊。但无论如何,这几年量子材料领域真是越来越有意思了,比追剧刺激多了。希望过几个月回头看这条评论,能是我自己被打脸,而不是又一场科研界的狼来了。
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