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現(xiàn)代快報(bào)訊（記者 孫蘇皖 儲(chǔ)希豪）3月8日，美國(guó)羅切斯特大學(xué)在其網(wǎng)站發(fā)文稱(chēng)，該校研究人員研發(fā)出一種在室溫和相對(duì)較低壓力條件下表現(xiàn)出超導(dǎo)性的材料，這被認(rèn)為是一項(xiàng)歷史性突破。著名科學(xué)雜志《Nature》也刊發(fā)了這項(xiàng)研究的成果論文。

一時(shí)間，有關(guān)“室溫超導(dǎo)”的詞條沖上熱搜。然而，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家對(duì)這項(xiàng)研究成果，依然存有疑慮。

(相關(guān)資料圖)

實(shí)驗(yàn)如果能被重復(fù)，其意義將劃時(shí)代

超導(dǎo)體是一種比常規(guī)導(dǎo)體更為優(yōu)越的無(wú)損耗導(dǎo)電材料，在低于一定溫度條件下可以實(shí)現(xiàn)電阻為零。然而，現(xiàn)有的超導(dǎo)材料大都需要在極低溫度下才能工作，很難大規(guī)模應(yīng)用。因此，研發(fā)出一種室溫超導(dǎo)材料一直是全球物理學(xué)界尋求突破的方向。

羅切斯特大學(xué)的蘭加·迪亞斯團(tuán)隊(duì)的研究人員將镥、氮和氫這3種元素混合在金剛石壓砧的裝置中，然后進(jìn)行壓縮，并測(cè)量了化合物中的電流阻力。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，在約21攝氏度的溫度條件下，這種材料似乎失去了對(duì)任何電流的阻力。

雖然這種材料實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)需要10千巴的壓力，相當(dāng)于1萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，但是室溫超導(dǎo)體通常需要數(shù)百萬(wàn)個(gè)大氣壓，已經(jīng)小了很多。羅切斯特大學(xué)副教授蘭加·迪亞斯稱(chēng)，這種超導(dǎo)材料的研發(fā)，預(yù)示著室溫超導(dǎo)體及應(yīng)用技術(shù)的曙光到來(lái)，這將使超導(dǎo)電子消費(fèi)產(chǎn)品、能量傳輸以及磁約束聚變的改進(jìn)等成為現(xiàn)實(shí)。

中國(guó)科學(xué)院物理研究所發(fā)文表示，從研究文章來(lái)看，關(guān)于“室溫超導(dǎo)”的最新工作無(wú)疑是突破性的，如果經(jīng)過(guò)多次重復(fù)之后，確定該結(jié)果的正確性，那將是劃時(shí)代的工作。

不過(guò)，研究論文中也稱(chēng)，還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和模擬來(lái)確定氫和氮的確切化學(xué)計(jì)量及其各自的原子位置，以進(jìn)一步了解該材料的超導(dǎo)狀態(tài)。

該研究團(tuán)隊(duì)類(lèi)似論文曾遭《Nature》撤稿

2020年10月15日，蘭加·迪亞斯團(tuán)隊(duì)曾在《Nature》上發(fā)表論文，稱(chēng)他們?cè)?60萬(wàn)個(gè)大氣壓條件下，成功創(chuàng)造出一種含碳、硫、氫的化合物在15攝氏度的室溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)性能。當(dāng)時(shí)，研究成果也引起了巨大轟動(dòng)，并被Science評(píng)為2020年度十大科學(xué)突破之一。

在論文發(fā)表后不久，就有多個(gè)研究小組試圖重復(fù)該氫化物室溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，但是都沒(méi)能成功。他們認(rèn)為該論文沒(méi)有提供足夠的證據(jù)來(lái)支持其室溫超導(dǎo)性的主張，懷疑該材料是否真的存在，而且迪亞斯也沒(méi)有披露原始數(shù)據(jù)。2022年9月，在所有論文作者都不同意的情況下，《Nature》雜志編輯部決定撤掉了這篇論文，理由是該論文的數(shù)據(jù)和分析存在嚴(yán)重問(wèn)題，無(wú)法支持其主要結(jié)論，并且作者未能提供有效地回應(yīng)批評(píng)者的意見(jiàn)。

除此之外，蘭加·迪亞斯團(tuán)隊(duì)于2017年宣稱(chēng)在495萬(wàn)個(gè)大氣壓條件下，造出了世界首個(gè)金屬氫，不過(guò)最終沒(méi)有被重復(fù)出來(lái)。

接下來(lái)，蘭加·迪亞斯團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究可能會(huì)受到嚴(yán)格審查。

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家：持將信將疑態(tài)度，需要更多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

室溫超導(dǎo)體這項(xiàng)研究一出來(lái)，物理學(xué)界都很振奮。南京大學(xué)超導(dǎo)物理與材料研究中心主任聞?；⒔淌诒硎荆芯砍晒绻麨檎娴脑?，將給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大的改變，可以說(shuō)是從方方面面改變我們的生活。聞?；⒄f(shuō)：“在手機(jī)通信領(lǐng)域，應(yīng)用室溫超導(dǎo)體做成濾波器以后，會(huì)極大提升基站技術(shù)，使傳輸清晰度更高，還會(huì)降低手機(jī)接收發(fā)射功率，對(duì)人體健康有好處。另外，濾波器在國(guó)防方面也有廣闊的用途?！?/p>

在醫(yī)療領(lǐng)域，室溫超導(dǎo)體的應(yīng)用會(huì)使核磁共振成像裝置在更偏遠(yuǎn)地區(qū)普及，大大降低病人看病的成本。聞?；⒄f(shuō)：“目前，核磁共振成像裝置用的是低溫超導(dǎo)體，還需要使用價(jià)格昂貴或技術(shù)難度很大的液氦制冷，以達(dá)到超導(dǎo)體的使用溫度。但在偏遠(yuǎn)地區(qū)液氦并不易獲取。如果有了室溫超導(dǎo)體，核磁共振成像裝置就不需要液氦制冷，可以像X光一樣普及了。”

那蘭加·迪亞斯研究團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究是否可信？聞海虎表示，他同不少業(yè)內(nèi)專(zhuān)家都持將信將疑態(tài)度，“論文里有不少東西值得懷疑，主要在于他的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程是否可信?！甭労；⒆屑?xì)看了蘭加·迪亞斯團(tuán)隊(duì)論文里給出的數(shù)據(jù)，覺(jué)得很多地方做了處理，比如去除了一定的背景信號(hào)。對(duì)于這么重要的發(fā)現(xiàn)，一定要慎之又慎，不容出錯(cuò)。

一個(gè)儀器測(cè)量信號(hào)時(shí)，測(cè)出的信號(hào)不光有研究者想要的超導(dǎo)信號(hào)，還有部分物質(zhì)貢獻(xiàn)的“雜質(zhì)”信號(hào)。聞?；⒄f(shuō)：“測(cè)量時(shí)免不了會(huì)出現(xiàn)‘雜質(zhì)’信號(hào)，因此有時(shí)候需要去除一個(gè)背景信號(hào)，這在科學(xué)研究上是允許的。但通常來(lái)說(shuō)，干凈的測(cè)量是不需要去除背景信號(hào)，也就是說(shuō)在超導(dǎo)體體積很大很純的情況下，不需要去除背景信號(hào)，所測(cè)的信號(hào)可以直接認(rèn)定為超導(dǎo)信號(hào)，這樣最好。去除一個(gè)大背景信號(hào)以后看起來(lái)像超導(dǎo)體的信號(hào)，這就得小心了?！?/p>

什么是背景信號(hào)？聞海虎打了個(gè)比方，一個(gè)人背特別重的包，實(shí)際上他是背不動(dòng)的，但有一個(gè)人在后面幫他頂著，給外界造成一個(gè)力氣很大能背動(dòng)包的假象。有人在后面頂著，這就相當(dāng)于有一個(gè)背景信號(hào)。

聞?；?qiáng)調(diào)一個(gè)測(cè)量信號(hào)去除一個(gè)大背景信號(hào)，得來(lái)的小信號(hào)，也許不能真地反映物理本質(zhì)狀況。目前，蘭加·迪亞斯團(tuán)隊(duì)測(cè)的信號(hào)幾乎都要去除大背景信號(hào)，去除的過(guò)程是否科學(xué)，需要更多實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。聞?；⒄f(shuō)：“我們也在重復(fù)實(shí)驗(yàn)。如果世界上有信用度高的研究組重復(fù)出來(lái)，那這件事情才算敲定，室溫超導(dǎo)體未來(lái)的應(yīng)用是非常值得期待的?！?/p>

盡管大家對(duì)室溫超導(dǎo)都很期待，但是對(duì)目前現(xiàn)有超導(dǎo)的應(yīng)用也不必悲觀，實(shí)際上是處于快速上升期，如超導(dǎo)在能源、醫(yī)療、大科學(xué)裝置等方面的應(yīng)用正在迅速增長(zhǎng)。