近日，在拉斯維加斯舉行的美國物理學(xué)會會議上，美國羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)及其團隊宣布，他們已經(jīng)創(chuàng)造出一種可以在室溫條件下實現(xiàn)超導(dǎo)的全新材料。

【資料圖】

據(jù)報道，這個團隊找到了一種新的材料，名為三元镥氮氫體系(ternary lutetium-nitrogen hydrogen system)，實現(xiàn)了常溫超導(dǎo)。基于這種材料，在1GPa壓強下，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變的最高溫度只要294K，也就是室溫21度左右，已經(jīng)達到了人類生活的常溫水平。消息發(fā)布后，在全球引起軒然大波。

3月9日，蘭加·迪亞斯在接受了《每日經(jīng)濟新聞》記者獨家專訪時表示，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。”

然而，3月15日，南京大學(xué)聞?；F隊在預(yù)印本網(wǎng)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(dāng)否定了迪亞斯的研究結(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?！边@距離迪亞斯的研究發(fā)布只有8天。

壓力提升6倍都未能復(fù)現(xiàn)原試驗結(jié)果

“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《中國科學(xué)報》表示。他的語氣足夠堅決。

中國科學(xué)報報道截圖

“這個結(jié)論”，指的就是當(dāng)下大火的美國羅切斯特大學(xué)迪亞斯團隊的室溫超導(dǎo)研究。他們宣稱自己研發(fā)的一種镥氮氫材料在近1萬個大氣壓(1GPa)下實現(xiàn)了室溫超導(dǎo)。

從1968年到今天，物理學(xué)家一直在研究與氫有關(guān)的超導(dǎo)屬性，硫化氫、稀土氫化物和堿土氫化物可以在超過200K的溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)。迪亞斯團隊這次將氫化镥中的部分氫換成氮，并宣稱在1GPa、20攝氏度的最高轉(zhuǎn)變溫度下測量到了超導(dǎo)。如果被證實，這將是史無前例的一大進步。

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，他們也進行了仔細的磁化測量，發(fā)現(xiàn)沒有超導(dǎo)所需的抗磁信號。聞?；⒄f，這些發(fā)現(xiàn)足以否定迪亞斯團隊的常溫低壓下的超導(dǎo)結(jié)論。

聞海虎團隊發(fā)文稱，“通過將壓力從1 GPa增加到6 GPa，我們看到金屬行為逐漸優(yōu)化，但在10 K以下并沒有顯示超導(dǎo)性。磁化溫度依賴性顯示在100至320 K之間大致為平坦特征，并且磁化在100 K時隨著磁場增加而增加，這些都不符合在100 K時的超導(dǎo)性質(zhì)。因此，我們得出結(jié)論，在低于6 GPa的壓力下，氮摻雜的镥化氫中不存在近常溫超導(dǎo)。”

換言之，該材料在10 K至320 K的溫度范圍內(nèi)都沒有出現(xiàn)任何超導(dǎo)的跡象，即便將壓力提升到了迪亞斯聲稱最低壓力1Gpa的6倍，都沒有復(fù)現(xiàn)出迪亞斯原本的實驗結(jié)果。

聞海虎考慮得更嚴(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”。

多個中科院團隊復(fù)刻實驗

實際上，在聞?；F隊之前，已有中科院物理所的靳常青研究員團隊、程金光研究員團隊先后在預(yù)印本網(wǎng)站上發(fā)布了針對镥化氫化合物的重復(fù)實驗，迄今已有三個中國團隊在重復(fù)迪亞斯的實驗時發(fā)現(xiàn)了不同的結(jié)果。

據(jù)中國科協(xié)旗下“返樸”微信公眾號報道，中科院物理所的程金光研究員團隊更關(guān)注迪亞斯團隊所展示的樣品所顯示出的與眾不同的顏色，通過實驗重現(xiàn)了深藍色的氫化镥在約2.2 GPa時變成粉紅色，在約4 GPa時又變成亮紅色。這與迪亞斯團隊所發(fā)表的實驗結(jié)果非常類似，也說明迪亞斯團隊確實采用的是氫化镥材料，也在高壓下發(fā)生了顏色變化。然而程教授將這種材料一直加壓到7.7GPa，溫度一直降低到1.5K，仍然沒有看到絲毫超導(dǎo)的跡象。程金光團隊的工作并沒有摻雜氮，只看到顏色變化，沒有看到超導(dǎo)，嚴(yán)格來說也不能算是對迪亞斯團隊工作的完整驗證。需要特別注意的是，聞?；⒔淌趫F隊的工作，并沒有看到材料顏色在高壓下的變化。所以，迪亞斯團隊的工作里，材料顏色變化和所謂“室溫超導(dǎo)”到底有沒有直接聯(lián)系，還是一個大大的問號。

3月9日，中科院物理所的靳常青研究員團隊就率先貼出了他們自己在這方面的工作。原來，镥氫化物確實是一種超導(dǎo)材料，只不過它無法在只有幾GPa的壓強下就實現(xiàn)，更不要說室溫超導(dǎo)了。靳常青教授的實驗結(jié)果顯示，在218 GPa的壓強下，氫化镥的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度是71 K，如果壓強降低到181 GPa的話，轉(zhuǎn)變溫度會降低到65 K.需要提醒的是，靳常青團隊發(fā)現(xiàn)的镥氫化物超導(dǎo)體，分子式是Lu4H23，“含氫量”要遠大于迪亞斯團隊公布的LuH3-xNy，或許，這才是镥氫化物超導(dǎo)材料的真實情況。

值得注意的是，迪亞斯團隊此次提出的室溫超導(dǎo)材料之所以引發(fā)如此廣泛的質(zhì)疑，與其去年同題論文被《自然》撤稿密不可分。

2020年10月15日，迪亞斯博士的團隊曾在《自然》雜志刊文，稱他們在260萬個大氣壓下，成功創(chuàng)造出了臨界溫度約為15℃的室溫超導(dǎo)材料，這也是人類首次實現(xiàn)“室溫超導(dǎo)”。該文章還成為當(dāng)月《自然》封面文章，引起軒然大波，因為通常來說，超導(dǎo)現(xiàn)象離不開極低的溫度。然而，2022年9月26日，《自然》雜志引用其他科學(xué)家在之前兩年提出的質(zhì)疑，將其論文進行了撤稿處理。

（文章來源：每日經(jīng)濟新聞）

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