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諾貝爾獎預定? 楊弘敦講座解析LK-99室溫超導之亂

【西灣學院提供】中山大學西灣學院大學之道講座邀請中山大學前校長、物理系講座教授楊弘敦分享「尋找室溫超導體-競逐諾貝爾獎之路」,解說超導體的前世今生以及今年7月LK-99造成全球騷動的室溫超導之亂。楊弘敦指出,室溫超導的零電阻、抗磁性應用相當廣泛,能減去龐大的電流耗損、製造磁浮列車,因此只要發現就能改變世界,也一定能拿下諾貝爾獎,全世界物理學家才爭先恐後地投入常溫超導的研究,卻也因此而走火入魔。

楊弘敦首先解析超導體的發現與研究過程。他說明,超導體於1911年被Heike Kamerlingh Onnes發現,進而獲得1913年的諾貝爾物理獎。但當時的超導體僅能在臨界溫度(Tc)4K以下才能作用,有賴使用昂貴的液態氦才能達成如此低的溫度。因此爾後的超導體研究便開始致力於尋找更高Tc的超導體。經過約40年的努力,1957年三位美國科學家John Bardeen、Leon N. Cooper和John Robert Schrieffer提出BCS理論(Bardeen–Cooper–Schrieffer theory),才完美解釋超導現象,並在1972年獲得諾貝爾物理獎。

楊弘敦接著說明,BCS理論預測Tc的極限不會超過35K,因此對科學家們造成沉重的打擊。而科學家們為了掙脫該緊箍咒,努力尋找BCS理論不能解釋的超導體,試圖打破35K的溫度限制,終於在1986年,瑞士科學家Karl Müller與Johannes Bednorz首先發現含銅氧化物在30K以上的超導體,掀起後續的高溫超導相關研究;1987年二月,兩位臺裔科學家吳茂昆(M. K. Wu)、朱經武(C. W. Chu)發現釔鋇銅氧(Y-Ba-Cu-O)材料,是Tc~93K的高溫超導體,成功突破液態氦77K的溫度壁壘。Karl Müller與Johannes Bednorz於1987年十月獲得諾貝爾物理獎,楊弘敦同時惋惜吳茂昆、朱經武與諾貝爾獎失之交臂,但認為他們發現高壓可以提升及誘發超導現象,對科學界有非常大的啟發。

今年年中所爆發的LK-99室溫超導之亂造成不小的轟動。楊弘敦透露,該韓國研究團隊中有一人是臨時加入的,因按耐不住想獲得諾貝爾獎的野心,因此背著其他人逕行發表未經嚴格檢驗的論文,才導致這場鬧劇。楊弘敦認為,該行徑不僅讓研究團隊的名譽身敗名裂,也會嚴重影響往後韓國科學家獲得諾貝爾獎的機會。他強調,研究不能走火入魔,必須腳踏實地紀錄研究數據,妄想登天的行為最後都會被揭穿。

楊弘敦最後也勉勵學生,許多的科學發現都是意外,但意外發生的前提是堅持不懈的嘗試。他也期許中山學生能培養思考的習慣,對於各種議題抱持存疑態度,透過不斷辯證的過程來修正觀點並做出判斷;面對不同的挑戰也要堅定信念,因為機會只留給準備好的人。

(公共事務組編修)
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