南京大學團隊推翻美國室溫超導研究

南京大學團隊推翻美國室溫超導研究是怎么回事

南京大學團隊推翻美國室溫超導研究，“這個結論肯定是推翻了，毋庸置疑的?！蹦暇┐髮W超導物理和材料研究中心主任聞海虎對《中國科學報》說出這句話的時候，語氣足夠堅決。

南京大學團隊推翻美國室溫超導研究是怎么回事

據(jù)中國科學報3月20日報道，3月15日，聞海虎團隊在預印本網站arXiv提交了一篇包括9名作者、長達16頁的研究論文，直截了當否定了Dias的研究結論。論文結論稱：“我們的實驗清楚地表明，從環(huán)境壓力到6.3GPa，溫度低至10K(約-263攝氏度)，镥氮氫材料LuH2±xNy中不存在超導性?！?/p>

“這個結論肯定是推翻了，毋庸置疑的?！蹦暇┐髮W超導物理和材料研究中心主任聞?；τ浾哒f出這句話的時候，語氣足夠堅決?！斑@個結論”，指的就是當下大火的美國羅切斯特大學Ranga Dias團隊的室溫超導研究。這距離Dias的研究發(fā)布只有8天，如果實錘，Dias將會再次被打臉。

不久前，轟動全球物理界的“爆炸性”新聞在拉斯維加斯的美國物理學會(以下簡稱APS)上誕生——羅切斯特大學的物理學家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)及其團隊在上述會議上宣布，他們已經創(chuàng)造出一種可以在室溫(room temperature)條件下實現(xiàn)超導的全新材料。消息發(fā)布后，在全球引起軒然大波的同時，也引來學界的諸多質疑。

據(jù)每日經濟新聞3月9日報道，北京時間3月9日凌晨，該研究的主要作者及論文主講人、羅徹斯特大學機械工程系和物理與天文系助理教授蘭加·迪亞斯通過郵件接受了記者的獨家專訪。在專訪中，迪亞斯博士對其團隊此次的全新發(fā)現(xiàn)充滿信心，他認為這將是一項重塑21世紀的革命性技術。不過他同時還指出，“要將我們對室溫超導新材料的發(fā)現(xiàn)應用到任何規(guī)模的現(xiàn)實世界中，還需要幾年的艱苦工作?！?/p>

南大聞?；F隊復刻Dias實驗

據(jù)中國科學報3月20日報道，3月7日，看見Dias在美國物理學會會議上的報告結果后，聞?；⒒鹚侔才胖貜蛯嶒?，“我們的初步樣品很快出來了，后來又作了一些調整”。

實驗并非完全復刻。聞海虎發(fā)現(xiàn)，Dias給的制備樣品方案幾乎不可行，于是他們結合自己的條件，完全以新的方式進行合成并得到了镥氮氫材料。X射線衍射儀技術檢查顯示，該材料結構與Dias的樣品幾乎一致，且能量色散X射線光譜儀分析也發(fā)現(xiàn)了氮元素。

聞?；F隊隨即在6萬個大氣壓以下的不同壓力中，對該材料電阻進行了測量，發(fā)現(xiàn)低至10K都沒有超導發(fā)生。同時，他們也進行了仔細的磁化測量，發(fā)現(xiàn)沒有超導所需的抗磁信號。聞?；⒄f，這些發(fā)現(xiàn)足以否定Dias的常溫低壓下的超導結論。

因為Dias沒有說明其研究材料中的氮含量，目前只能以材料結構來討論。聞海虎說，盡管樣品中氮含量或許有所不同，但是材料結構一樣、3種元素兼具，這個情況下要有超導就應該產生了，“不能說那一點成分的改變會決定超導或不超導”。

為什么Dias的制備樣品方案不可行呢?Dias的方案是，用兩個小金剛石對微腔中的镥、氮氣和氫氣在65攝氏度下加壓到1萬個大氣壓。聞?；⒎治稣f，Dias的材料制備方法存在明顯的不合理性，65攝氏度太低，這個溫度下能產生金屬和氮氣、氫氣的反應是不可思議的。

聞?；⒄f，Dias可能給了一個錯誤的條件，或許是溫度少了一個“0”，“除非用激光加熱，否則很難做出來”，然而Dias并沒有提到激光。聞海虎團隊采用了高溫高壓爐來燒，很快就得到了镥氮氫材料。

聞?；⒖紤]得更嚴謹。他說，這個材料在幾十萬個大氣壓下是否會出現(xiàn)高溫超導還不能下結論，“我們也正在做”。

學者稱：迪亞斯未對團隊研究進行復現(xiàn)

據(jù)每日經濟新聞3月10日報道，當?shù)貢r間3月7日，轟動全球物理界的“爆炸性”新聞在拉斯維加斯的美國物理學會(以下簡稱APS)上誕生——羅切斯特大學的物理學家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)及其團隊在上述會議上宣布，他們已經創(chuàng)造出一種可以在室溫(room temperature)條件下實現(xiàn)超導的全新材料。

在近15分鐘演講中，迪亞斯反復對室溫超導進行詳細講述。不過，3月9日《自然》雜志刊登的論文中也坦言，盡管這一研究結果超乎想象，但還需要進一步的實驗和模擬來了解材料的超導狀態(tài)。

范德馬雷爾教授是對迪亞斯團隊2020年論文數(shù)據(jù)提出質疑的主要專家之一。盡管這一次范德馬雷爾博士認為這項新研究似乎恰當?shù)刈C明了新材料的影響，但他說他“對整件事感到非常不舒服(uncomfortable)”。范德馬雷爾教授認為，迪亞斯團隊的新論文中可能隱藏著與去年被撤稿的論文類似的問題。

范德馬雷爾教授提到，鑒于迪亞斯團隊有被《自然》撤稿的情況，由一個獨立的小組對LuH2(氫化镥)的新發(fā)現(xiàn)進行復現(xiàn)將比以往任何時候都更為重要。“迪亞斯團隊新論文中的協(xié)議(protocol)與之前被撤稿論文的協(xié)議不同——新協(xié)議不再允許評審專家引用導致撤回他們之前論文的理由。換句話說，評審專家將無法看出迪亞斯團隊的新論文是否有什么‘嚴重錯誤’，至少與去年被撤稿的論文相同的方面不可能。即使可能，這樣的分析也需要很多時間，并且現(xiàn)在做出這樣的評估(如果有可能的話)還為時過早。”

在接受記者采訪時，范德馬雷爾教授表示，在學術報告的現(xiàn)場，迪亞斯博士及其合作者回答了一些在場人士的問題，大部分答案都是令人滿意的。“不過，我提出的一個問題沒有被他的合作者很好地理解，我并未得到有用的答案?！?/p>

迪亞斯博士北京時間3月9日在接受記者采訪時指出，“這種新的室溫超導材料將改變整個超導行業(yè)，這將使得一系列技術成為可能，這些技術將改變我們使用、存儲和傳輸能源的方式，更不用說在計算、交通和醫(yī)療設備中的更多種應用了。我們認為這將是一項重塑21世紀的革命性技術?！?/p>

不過，另外一位主要質疑者、加州大學圣地亞哥分校理論物理學家喬治·赫希(Jorge E.Hirsch)教授向每經記者指出，如果迪亞斯博士團隊此次提出的這種由氫、氮和镥組成的材料在其所述的溫度和壓強下真的是一種超導體，那么肯定是一個重大的科學突破了。“但考慮到我此前對這些作者的經驗以及我對超導概念本身的理解，我不認為他們此次提出的觀點是可信的，我也不認為他們的論文會通過學術審查?！?/p>

赫希教授向記者指出，迪亞斯博士本人并沒有在拉斯維加斯的APS會議上對他們團隊的研究進行復現(xiàn)。赫希教授表示，“迪亞斯團隊的主張需要獨立地進行復現(xiàn)才能得到驗證”，但他坦言不相信這會實現(xiàn)。

“最近刊登在《自然》雜志上的論文中展示了一些室溫超導的數(shù)據(jù)，但這篇論文大約一年前就提交給了《自然》，只不過《自然》是在3月8日才將這篇論文公開。我認為迪亞斯博士如今應該有關于他們研究的更多數(shù)據(jù)，不過他并沒有向公眾展示?！焙障＝淌谠诎l(fā)給記者的郵件回復中寫道。

什么是室溫超導研究

室溫超導是指在常溫下出現(xiàn)超導現(xiàn)象，即在無電阻的情況下傳導電流。傳統(tǒng)上，超導材料需要在非常低的溫度下才能實現(xiàn)無電阻傳輸，通常在液氮(77K)以下的溫度范圍內。然而，室溫超導的出現(xiàn)為超導技術的發(fā)展帶來了一次革命性的變革，可能會帶來巨大的經濟和科技上的影響。

然而，目前實現(xiàn)室溫超導仍然面臨著許多挑戰(zhàn)，例如材料制備、穩(wěn)定性和可持續(xù)性等問題。因此，需要進一步的研究和開發(fā)，以實現(xiàn)可靠、可持續(xù)和成本效益高，這對于其應用和推廣至關重要。為了實現(xiàn)可持續(xù)性，研究人員需要開發(fā)新型的超導材料，并且需要考慮這些材料的生產、使用和處理對環(huán)境的影響。此外，超導技術的使用應該與可再生能源的發(fā)展相結合，從而降低對傳統(tǒng)能源的依賴，進一步提高可持續(xù)性。

南京大學簡介

南京大學坐落于鐘靈毓秀、虎踞龍蟠的金陵古都，是一所歷史悠久、聲譽卓著的百年名校。其前身是創(chuàng)建于1902年的三江師范學堂，此后歷經兩江師范學堂、南京高等師范學校、國立東南大學、國立第四中山大學、國立中央大學、國立南京大學等歷史時期，于1950年更名為南京大學。1952年，在全國高校院系調整中，南京大學調整出工學、農學、師范等部分院系后與創(chuàng)辦于1888年的金陵大學文、理學院等合并，仍名南京大學。校址從四牌樓遷至鼓樓金大原址。

南京大學目前擁有仙林、鼓樓、浦口、蘇州四個校區(qū)，有33個院系，本科生13350人、碩士研究生17201人、博士研究生8385人、留學生1117人?，F(xiàn)有一級學科國家重點學科8個，二級學科國家重點學科13個，“雙一流”建設學科16個。

南京大學擁有一支高素質的師資隊伍，其中包括中國科學院院士28人，中國工程院院士5人，國家級領軍人才327人次，國家級青年人才347人次，國家科技重大專項、“973計劃”、“863計劃”、國家重點研發(fā)計劃等重大項目首席科學家103人次，國務院學位委員會學科評議組成員22人，國家級教學名師11人，“百千萬人才工程”國家級人選38人。