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

一時間，有關(guān)“室溫超導(dǎo)”的詞條沖上熱搜。然而，業(yè)內(nèi)專家對這項研究成果，依然存有疑慮。

(相關(guān)資料圖)

實驗如果能被重復(fù)，其意義將劃時代

超導(dǎo)體是一種比常規(guī)導(dǎo)體更為優(yōu)越的無損耗導(dǎo)電材料，在低于一定溫度條件下可以實現(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·迪亞斯團隊的研究人員將镥、氮和氫這3種元素混合在金剛石壓砧的裝置中，然后進行壓縮，并測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任何電流的阻力。

雖然這種材料實現(xiàn)超導(dǎo)需要10千巴的壓力，相當(dāng)于1萬個標準大氣壓，但是室溫超導(dǎo)體通常需要數(shù)百萬個大氣壓，已經(jīng)小了很多。羅切斯特大學(xué)副教授蘭加·迪亞斯稱，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，這將使超導(dǎo)電子消費產(chǎn)品、能量傳輸以及磁約束聚變的改進等成為現(xiàn)實。

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

不過，研究論文中也稱，還需要進一步的實驗和模擬來確定氫和氮的確切化學(xué)計量及其各自的原子位置，以進一步了解該材料的超導(dǎo)狀態(tài)。

該研究團隊類似論文曾遭《Nature》撤稿

2020年10月15日，蘭加·迪亞斯團隊曾在《Nature》上發(fā)表論文，稱他們在260萬個大氣壓條件下，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，研究成果也引起了巨大轟動，并被Science評為2020年度十大科學(xué)突破之一。

在論文發(fā)表后不久，就有多個研究小組試圖重復(fù)該氫化物室溫超導(dǎo)實驗，但是都沒能成功。他們認為該論文沒有提供足夠的證據(jù)來支持其室溫超導(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)和分析存在嚴重問題，無法支持其主要結(jié)論，并且作者未能提供有效地回應(yīng)批評者的意見。

除此之外，蘭加·迪亞斯團隊于2017年宣稱在495萬個大氣壓條件下，造出了世界首個金屬氫，不過最終沒有被重復(fù)出來。

接下來，蘭加·迪亞斯團隊的這項研究可能會受到嚴格審查。

業(yè)內(nèi)專家：持將信將疑態(tài)度，需要更多實驗驗證

室溫超導(dǎo)體這項研究一出來，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?，研究成果如果為真的話，將給人類社會帶來巨大的改變，可以說是從方方面面改變我們的生活。聞海虎說：“在手機通信領(lǐng)域，應(yīng)用室溫超導(dǎo)體做成濾波器以后，會極大提升基站技術(shù)，使傳輸清晰度更高，還會降低手機接收發(fā)射功率，對人體健康有好處。另外，濾波器在國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)用會使核磁共振成像裝置在更偏遠地區(qū)普及，大大降低病人看病的成本。聞?；⒄f：“目前，核磁共振成像裝置用的是低溫超導(dǎo)體，還需要使用價格昂貴或技術(shù)難度很大的液氦制冷，以達到超導(dǎo)體的使用溫度。但在偏遠地區(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?！?/p>

那蘭加·迪亞斯研究團隊的這項研究是否可信？聞?；⒈硎荆簧贅I(yè)內(nèi)專家都持將信將疑態(tài)度，“論文里有不少東西值得懷疑，主要在于他的數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)處理過程是否可信?！甭労；⒆屑毧戳颂m加·迪亞斯團隊論文里給出的數(shù)據(jù)，覺得很多地方做了處理，比如去除了一定的背景信號。對于這么重要的發(fā)現(xiàn)，一定要慎之又慎，不容出錯。

一個儀器測量信號時，測出的信號不光有研究者想要的超導(dǎo)信號，還有部分物質(zhì)貢獻的“雜質(zhì)”信號。聞?；⒄f：“測量時免不了會出現(xiàn)‘雜質(zhì)’信號，因此有時候需要去除一個背景信號，這在科學(xué)研究上是允許的。但通常來說，干凈的測量是不需要去除背景信號，也就是說在超導(dǎo)體體積很大很純的情況下，不需要去除背景信號，所測的信號可以直接認定為超導(dǎo)信號，這樣最好。去除一個大背景信號以后看起來像超導(dǎo)體的信號，這就得小心了。”

什么是背景信號？聞?；⒋蛄藗€比方，一個人背特別重的包，實際上他是背不動的，但有一個人在后面幫他頂著，給外界造成一個力氣很大能背動包的假象。有人在后面頂著，這就相當(dāng)于有一個背景信號。

聞?；娬{(diào)一個測量信號去除一個大背景信號，得來的小信號，也許不能真地反映物理本質(zhì)狀況。目前，蘭加·迪亞斯團隊測的信號幾乎都要去除大背景信號，去除的過程是否科學(xué)，需要更多實驗來驗證。聞海虎說：“我們也在重復(fù)實驗。如果世界上有信用度高的研究組重復(fù)出來，那這件事情才算敲定，室溫超導(dǎo)體未來的應(yīng)用是非常值得期待的。”

盡管大家對室溫超導(dǎo)都很期待，但是對目前現(xiàn)有超導(dǎo)的應(yīng)用也不必悲觀，實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。