南京大學(xué)團隊推翻美國室溫超導(dǎo)研究是怎么回事

南京大學(xué)團隊推翻美國室溫超導(dǎo)研究，“這個結(jié)論肯定是推翻了，毋庸置疑的?！蹦暇┐髮W(xué)超導(dǎo)物理和材料研究中心主任聞?；Α吨袊茖W(xué)報》說出這句話的時候，語氣足夠堅決。

南京大學(xué)團隊推翻美國室溫超導(dǎo)研究是怎么回事

據(jù)中國科學(xué)報3月20日報道，3月15日，聞海虎團隊在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv提交了一篇包括9名作者、長達(dá)16頁的研究論文，直截了當(dāng)否定了Dias的研究結(jié)論。論文結(jié)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(dǎo)性?！?/p>

“這個結(jié)論肯定是推翻了，毋庸置疑的?！蹦暇┐髮W(xué)超導(dǎo)物理和材料研究中心主任聞海虎對記者說出這句話的時候，語氣足夠堅決。“這個結(jié)論”，指的就是當(dāng)下大火的美國羅切斯特大學(xué)Ranga Dias團隊的室溫超導(dǎo)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(xué)會(以下簡稱APS)上誕生——羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)及其團隊在上述會議上宣布，他們已經(jīng)創(chuàng)造出一種可以在室溫(room temperature)條件下實現(xiàn)超導(dǎo)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(xué)界的諸多質(zhì)疑。

據(jù)每日經(jīng)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(xué)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(rèn)為這將是一項重塑21世紀(jì)的革命性技術(shù)。不過他同時還指出，“要將我們對室溫超導(dǎo)新材料的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到任何規(guī)模的現(xiàn)實世界中，還需要幾年的艱苦工作。”

南大聞?；F隊復(fù)刻Dias實驗

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

實驗并非完全復(fù)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(jié)合自己的條件，完全以新的方式進(jìn)行合成并得到了镥氮氫材料。X射線衍射儀技術(shù)檢查顯示，該材料結(jié)構(gòu)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(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)低至10K都沒有超導(dǎo)發(fā)生。同時，他們也進(jìn)行了仔細(xì)的磁化測量，發(fā)現(xiàn)沒有超導(dǎo)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(dǎo)結(jié)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(jié)構(gòu)來討論。聞?；⒄f，盡管樣品中氮含量或許有所不同，但是材料結(jié)構(gòu)一樣、3種元素兼具，這個情況下要有超導(dǎo)就應(yīng)該產(chǎn)生了，“不能說那一點成分的改變會決定超導(dǎo)或不超導(dǎo)”。

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(chǎn)生金屬和氮氣、氫氣的反應(yīng)是不可思議的。

聞海虎說，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?；F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(yán)謹(jǐn)。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(dǎo)還不能下結(jié)論，“我們也正在做”。

學(xué)者稱：迪亞斯未對團隊研究進(jìn)行復(fù)現(xiàn)

據(jù)每日經(jīng)濟新聞3月10日報道，當(dāng)?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(xué)會(以下簡稱APS)上誕生——羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)及其團隊在上述會議上宣布，他們已經(jīng)創(chuàng)造出一種可以在室溫(room temperature)條件下實現(xiàn)超導(dǎo)的全新材料。

在近15分鐘演講中，迪亞斯反復(fù)對室溫超導(dǎo)進(jìn)行詳細(xì)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(jié)果超乎想象，但還需要進(jìn)一步的實驗和模擬來了解材料的超導(dǎo)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(zhì)疑的主要專家之一。盡管這一次范德馬雷爾博士認(rèn)為這項新研究似乎恰當(dāng)?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(rèn)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(jìn)行復(fù)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(dǎo)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(yán)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?！?/p>

在接受記者采訪時，范德馬雷爾教授表示，在學(xué)術(shù)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?！安贿^，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。”

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(dǎo)材料將改變整個超導(dǎo)行業(yè)，這將使得一系列技術(shù)成為可能，這些技術(shù)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(shè)備中的更多種應(yīng)用了。我們認(rèn)為這將是一項重塑21世紀(jì)的革命性技術(shù)?！?/p>

不過，另外一位主要質(zhì)疑者、加州大學(xué)圣地亞哥分校理論物理學(xué)家喬治·赫希(Jorge E.Hirsch)教授向每經(jīng)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(dǎo)體，那么肯定是一個重大的科學(xué)突破了?！暗紤]到我此前對這些作者的經(jīng)驗以及我對超導(dǎo)概念本身的理解，我不認(rèn)為他們此次提出的觀點是可信的，我也不認(rèn)為他們的論文會通過學(xué)術(shù)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(jìn)行復(fù)現(xiàn)。赫希教授表示，“迪亞斯團隊的主張需要獨立地進(jìn)行復(fù)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(dǎo)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(rèn)為迪亞斯博士如今應(yīng)該有關(guān)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(fù)中寫道。

什么是室溫超導(dǎo)研究

室溫超導(dǎo)是指在常溫下出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，即在無電阻的情況下傳導(dǎo)電流。傳統(tǒng)上，超導(dǎo)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(nèi)。然而，室溫超導(dǎo)的出現(xiàn)為超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展帶來了一次革命性的變革，可能會帶來巨大的經(jīng)濟和科技上的影響。

然而，目前實現(xiàn)室溫超導(dǎo)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(jìn)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(yīng)用和推廣至關(guān)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(dǎo)材料，并且需要考慮這些材料的生產(chǎn)、使用和處理對環(huán)境的影響。此外，超導(dǎo)技術(shù)的使用應(yīng)該與可再生能源的發(fā)展相結(jié)合，從而降低對傳統(tǒng)能源的依賴，進(jìn)一步提高可持續(xù)性。

南京大學(xué)簡介

南京大學(xué)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(xué)堂，此后歷經(jīng)兩江師范學(xué)堂、南京高等師范學(xué)校、國立東南大學(xué)、國立第四中山大學(xué)、國立中央大學(xué)、國立南京大學(xué)等歷史時期，于1950年更名為南京大學(xué)。1952年，在全國高校院系調(diào)整中，南京大學(xué)調(diào)整出工學(xué)、農(nóng)學(xué)、師范等部分院系后與創(chuàng)辦于1888年的金陵大學(xué)文、理學(xué)院等合并，仍名南京大學(xué)。校址從四牌樓遷至鼓樓金大原址。

南京大學(xué)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(xué)生1117人。現(xiàn)有一級學(xué)科國家重點學(xué)科8個，二級學(xué)科國家重點學(xué)科13個，“雙一流”建設(shè)學(xué)科16個。

南京大學(xué)擁有一支高素質(zhì)的師資隊伍，其中包括中國科學(xué)院院士28人，中國工程院院士5人，國家級領(lǐng)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(xué)家103人次，國務(wù)院學(xué)位委員會學(xué)科評議組成員22人，國家級教學(xué)名師11人，“百千萬人才工程”國家級人選38人。