“室温超导”刷屏，为什么业内专家将信将疑？

来源：现代快报全媒体 2023-03-09 21:58:15

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3月8日，美国罗切斯特大学在其网站发文称，该校研究人员研发出一种在室温和相对较低压力条件下表现出超导性的材料，这被认为是一项历史性突破。著名科学杂志《Nature》也刊发了这项研究的成果论文。

【资料图】

一时间，有关“室温超导”的词条冲上热搜。然而，业内专家对这项研究成果，依然存有疑虑。

实验如果能被重复，其意义将划时代

超导体是一种比常规导体更为优越的无损耗导电材料，在低于一定温度条件下可以实现电阻为零。然而，现有的超导材料大都需要在极低温度下才能工作，很难大规模应用。因此，研发出一种室温超导材料一直是全球物理学界寻求突破的方向。

罗切斯特大学的兰加·迪亚斯团队的研究人员将镥、氮和氢这3种元素混合在金刚石压砧的装置中，然后进行压缩，并测量了化合物中的电流阻力。他们惊奇地发现，在约21摄氏度的温度条件下，这种材料似乎失去了对任何电流的阻力。

虽然这种材料实现超导需要10千巴的压力，相当于1万个标准大气压，但是室温超导体通常需要数百万个大气压，已经小了很多。罗切斯特大学副教授兰加·迪亚斯称，这种超导材料的研发，预示着室温超导体及应用技术的曙光到来，这将使超导电子消费产品、能量传输以及磁约束聚变的改进等成为现实。

中国科学院物理研究所发文表示，从研究文章来看，关于“室温超导”的最新工作无疑是突破性的，如果经过多次重复之后，确定该结果的正确性，那将是划时代的工作。

不过，研究论文中也称，还需要进一步的实验和模拟来确定氢和氮的确切化学计量及其各自的原子位置，以进一步了解该材料的超导状态。

该研究团队类似论文曾遭《Nature》撤稿

2020年10月15日，兰加·迪亚斯团队曾在《Nature》上发表论文，称他们在260万个大气压条件下，成功创造出一种含碳、硫、氢的化合物在15摄氏度的室温下表现出超导性能。当时，研究成果也引起了巨大轰动，并被Science评为2020年度十大科学突破之一。

在论文发表后不久，就有多个研究小组试图重复该氢化物室温超导实验，但是都没能成功。他们认为该论文没有提供足够的证据来支持其室温超导性的主张，怀疑该材料是否真的存在，而且迪亚斯也没有披露原始数据。2022年9月，在所有论文作者都不同意的情况下，《Nature》杂志编辑部决定撤掉了这篇论文，理由是该论文的数据和分析存在严重问题，无法支持其主要结论，并且作者未能提供有效地回应批评者的意见。

除此之外，兰加·迪亚斯团队于2017年宣称在495万个大气压条件下，造出了世界首个金属氢，不过最终没有被重复出来。

接下来，兰加·迪亚斯团队的这项研究可能会受到严格审查。

业内专家：持将信将疑态度，需要更多实验验证

室温超导体这项研究一出来，物理学界都很振奋。南京大学超导物理与材料研究中心主任闻海虎教授表示，研究成果如果为真的话，将给人类社会带来巨大的改变，可以说是从方方面面改变我们的生活。闻海虎说：“在手机通信领域，应用室温超导体做成滤波器以后，会极大提升基站技术，使传输清晰度更高，还会降低手机接收发射功率，对人体健康有好处。另外，滤波器在国防方面也有广阔的用途。”

在医疗领域，室温超导体的应用会使核磁共振成像装置在更偏远地区普及，大大降低病人看病的成本。闻海虎说：“目前，核磁共振成像装置用的是低温超导体，还需要使用价格昂贵或技术难度很大的液氦制冷，以达到超导体的使用温度。但在偏远地区液氦并不易获取。如果有了室温超导体，核磁共振成像装置就不需要液氦制冷，可以像X光一样普及了。”

那兰加·迪亚斯研究团队的这项研究是否可信？闻海虎表示，他同不少业内专家都持将信将疑态度，“论文里有不少东西值得怀疑，主要在于他的数据，这个数据处理过程是否可信。”闻海虎仔细看了兰加·迪亚斯团队论文里给出的数据，觉得很多地方做了处理，比如去除了一定的背景信号。对于这么重要的发现，一定要慎之又慎，不容出错。

一个仪器测量信号时，测出的信号不光有研究者想要的超导信号，还有部分物质贡献的“杂质”信号。闻海虎说：“测量时免不了会出现‘杂质’信号，因此有时候需要去除一个背景信号，这在科学研究上是允许的。但通常来说，干净的测量是不需要去除背景信号，也就是说在超导体体积很大很纯的情况下，不需要去除背景信号，所测的信号可以直接认定为超导信号，这样最好。去除一个大背景信号以后看起来像超导体的信号，这就得小心了。”

什么是背景信号？闻海虎打了个比方，一个人背特别重的包，实际上他是背不动的，但有一个人在后面帮他顶着，给外界造成一个力气很大能背动包的假象。有人在后面顶着，这就相当于有一个背景信号。

闻海虎强调一个测量信号去除一个大背景信号，得来的小信号，也许不能真地反映物理本质状况。目前，兰加·迪亚斯团队测的信号几乎都要去除大背景信号，去除的过程是否科学，需要更多实验来验证。闻海虎说：“我们也在重复实验。如果世界上有信用度高的研究组重复出来，那这件事情才算敲定，室温超导体未来的应用是非常值得期待的。”

尽管大家对室温超导都很期待，但是对目前现有超导的应用也不必悲观，实际上是处于快速上升期，如超导在能源、医疗、大科学装置等方面的应用正在迅速增长。

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