第一個LK-99完全懸浮的視頻出現了，具備磁通釘扎特性？技術細節即將公佈

機器之心 · 2023/08/06 12:56

來源：機器之心

8月5日下午，一段在抖音平台發佈的「LK-99 完全懸浮視頻」火了。

在這段十幾秒的視頻中，一片未知材料懸浮於兩塊方形磁鐵之上。博主表示：「新一批出爐材料內驚現完美抗磁性晶體，這批燒結組長優化工藝，加入了一些其他的化合物，具體技術內容要等文檔整理清晰才會公佈。」

看完之後，網友給出評價：「如果這段視頻的內容是真實的，從材料的懸浮狀態來看，這就是一個貨真價實的超導體表現，甚至還有磁通釘扎效應。」

上傳視頻的博主名叫「煉丹師阿翔」，並未公佈真實的姓名和身份，唯一確定信息是 IP 屬地湖北。由於缺乏單位和作者信息，視頻的可信度無法完全保證。

發佈之後，這段短視頻在國內外都引起了廣泛關注與討論。

一直關注韓國室溫超導進展的博主 Andrew Cote 表示：「這是我所知道的第一個聲稱展示了 LK-99 樣本磁通釘扎懸浮的視頻。如果這確實是正在發生的事情，那麼對於這種新材料的特性和未來研究的潛力來說，這是一個非常獨特且有前途的發現。」

根據 Andrew Cote 的解釋，底部磁鐵的這種方向會產生所謂的「偶極磁場」，就像條形磁鐵一樣。如果上面的材料是簡單的二磁性材料，那麼它就不可能穩定地懸浮起來，尤其是在被棍子戳到的時候。這是 Earnshaw 定理的一個簡單應用，它是一個簡單的數學語句，說明兩個磁偶極子在重力作用下是不可能穩定懸浮的。

「如果你學過微積分，你可能還記得一階導數和二階導數測試。Earnshaw 定理的基本原理是：對於偶極子磁場來說，二階導數爲零，因此任何臨界點（一階導數 = 0）都將是鞍點，所以不存在實際的局部最小值或最大值，因此不存在「谷底」，就能量而言，沒有東西可以滾入並停留在那裏。」

緊跟室溫超導動向的 Andrej Karpathy 也轉發了：「這看起來是迄今爲止最引人注目的 LK-99 視頻。」

此外，Andrew Cote 也嘗試分析了該視頻的意義：

首先，這段視頻背後的物理現象是什麼？這意味着什麼？
超導材料的懸浮是一種所謂的 II 型超導體特有的現象，是一種磁場線在穿過材料時被「捕獲」的效應，從而提供懸浮所需的力。你可以把這想象成一縷頭髮被口香糖夾住 —— 當頭發穿過口香糖時，口香糖牢固地粘附在頭髮上，懸浮在半空中。在這種情況下，頭髮是磁場線，口香糖是 II 型超導體。就像頭髮是單根的一樣，或者換句話說，頭髮是「量子化的」或「離散的」，被困在「釘扎中心」的磁通也在所謂的「磁渦流」中被量子化 —— 釘扎磁通線的量子化是 II 型超導體的關鍵屬性和顯著特徵（儘管從技術上講，如果材料厚度小於倫敦穿透深度，則會在 I 型超導體中出現）。
其次，磁通釘扎對於超導體來說是完全獨特的，也與邁斯納效應完全不同。它不是抗磁體或抗磁性的特性。
我曾參與用於粒子加速的鈮晶體超導射頻空腔的磁通釘扎研究。在該應用中，滯留磁通量會增加空腔的殘餘表面電阻率，從而降低空腔的有效品質因數或 Q 因子，這是衡量諧振器效率的一個指標。SRF 諧振腔的 Q 因子通常爲 10E10，而釘住中心的滯留磁通量會降低用於驅動帶電粒子束接近光速的最大有效加速電場。在某些 II 類超導體中，磁通釘被認爲是由晶體中的微小缺陷（也稱爲體積缺陷）引起的，這種缺陷使磁通能夠穿透材料。在 SRF 腔中，出現的一個問題是任何穿過材料的磁場，例如地球的背景磁場，都會在材料過渡到超導狀態時被釘住或困住在腔內。

讀者可參閱一項研究中的一些附圖，該研究顯示了當空腔轉變爲超導狀態時，背景磁場越多，SRF 空腔的表面電阻率如何增加。

如下圖，是對 SRF 空腔在背景磁場下進入超導狀態的研究中得出的表面電阻圖。X 軸從左向右是高溫向低溫移動。Y 軸是以納歐姆爲單位的表面電阻率。