在3月7日的美國(guó)物理學(xué)春季年會(huì)上，紐約羅切斯特大學(xué)物理學(xué)家朗加·迪亞斯（Ranga Dias）舉行講座，稱自己的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出了可在室溫下工作的超導(dǎo)材料。不過(guò)，迪亞斯團(tuán)隊(duì)此前的室溫超導(dǎo)材料論文曾被《自然》雜志撤稿，這也讓迪亞斯的研究成果一直伴隨著巨大爭(zhēng)議。

迪亞斯這次發(fā)布的室溫超導(dǎo)材料據(jù)稱可以在相對(duì)較低的壓力下工作。他介紹，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種由氫、氮、镥組成的化合物，在294K（即21°C）的溫度下，材料電阻能降為0，不過(guò)這仍需要1GPa的壓力才能實(shí)現(xiàn)材料的超導(dǎo)性能，這約是大氣壓力的10000倍，已經(jīng)遠(yuǎn)低于室溫超導(dǎo)先前所需的數(shù)百萬(wàn)個(gè)大氣壓。

對(duì)此，上海市高溫超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、上海大學(xué)教授蔡傳兵認(rèn)為，這次迪亞斯展示出的研究成果“有一定的可靠性”，但室溫超導(dǎo)所需的1GPa壓力仍屬于高壓范疇，距離實(shí)際應(yīng)用仍非常遙遠(yuǎn)。

(資料圖)

“有一定的可靠性”，“近常壓”說(shuō)法有歧義

超導(dǎo)指的是在特定條件下呈現(xiàn)出電阻等于零的特性以及具備完全抗磁性的材料，但這個(gè)“特定條件”的要求往往十分嚴(yán)苛，要么需要極低溫度，要么需要極高壓力。目前較為先進(jìn)的高溫超導(dǎo)材料的臨界溫度為-196°C，而如果要在室溫狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，需要的往往是足以把絕大多數(shù)物質(zhì)碾碎的超高壓力，因此室溫超導(dǎo)至今仍然無(wú)法實(shí)際應(yīng)用。

蔡傳兵向澎湃科技表示，這次迪亞斯所展示出的研究成果“有一定的可靠性”，“假設(shè)它的數(shù)據(jù)是正確的，等更多科學(xué)家跟進(jìn)它的研究結(jié)果后，有可能會(huì)出現(xiàn)這個(gè)領(lǐng)域的重大突破。”

蔡傳兵介紹，迪亞斯這次的研究成果有兩個(gè)亮點(diǎn)，第一是把原來(lái)所需的極端高壓267GPa變成了一個(gè)相對(duì)低的壓力1GPa。但蔡傳兵也指出，1GPa仍然屬于高壓的范疇，暫時(shí)沒(méi)有大眾期待的那么實(shí)用。另外，他的報(bào)告題目采用了“近常壓”這個(gè)具有歧義的說(shuō)法，也是有些夸張。1GPa跟原來(lái)相比確實(shí)是更接近常壓了，但距離真正的常壓還有距離。

第二個(gè)亮點(diǎn)是，這次迪亞斯采用了一個(gè)新的元素組合，引入了稀土金屬——镥元素（Lu，Lutetium），合成了三元?dú)浠铮∟-Lu-H），和他以前采用的碳硫氫化物不同。蔡傳兵介紹，镥元素非常少見(jiàn)，一般實(shí)驗(yàn)室里是沒(méi)有的，因此幾乎沒(méi)有先前的嘗試，這次具有成分創(chuàng)新和成功的可能性。

談到迪亞斯此次展示的研究成果，蔡傳兵介紹，一般超導(dǎo)體要測(cè)2-3個(gè)重要參數(shù)，第一是電阻隨溫度的變化，第二是磁化率隨溫度的變化，還有一個(gè)是MH曲線（磁化曲線）。除此之外，迪亞斯這次又增加了一個(gè)圖，即比熱對(duì)溫度的變化，“這也是跨越性的，” 蔡傳兵向澎湃科技表示，“他展示的圖片可以反映溫度變化的規(guī)律，雖然具體數(shù)據(jù)還沒(méi)公開(kāi)，但從他發(fā)布的內(nèi)容上看是專業(yè)的，繪成的圖我看是比較靠譜的?！?/p>

爭(zhēng)議不斷的科學(xué)家

017年，當(dāng)時(shí)在哈佛大學(xué)的迪亞斯和他的導(dǎo)師伊薩克·西維拉（Isaac Silvera）在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的一篇同行評(píng)議論文中聲稱發(fā)現(xiàn)了金屬氫。據(jù)英國(guó)物理學(xué)會(huì)《物理世界》報(bào)道，他們把金剛石壓砧里的氫壓縮到接近500萬(wàn)個(gè)大氣壓的壓力下，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察，氫樣品有了金屬光澤。由于手頭沒(méi)有更好的設(shè)備，他們用iPhone拍下了樣品照片。后來(lái)，一些專家質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，并提出迪亞斯和他導(dǎo)師的這個(gè)實(shí)驗(yàn)未能重復(fù)實(shí)現(xiàn)。但迪亞斯和西維拉聲稱他們重復(fù)了之前的實(shí)驗(yàn)，并觀察到了同樣的結(jié)果，“但由于技術(shù)原因，我們無(wú)法測(cè)量壓力，所以我們沒(méi)有發(fā)表?！蔽骶S拉說(shuō)。

2020年10月，《自然》雜志報(bào)道了迪亞斯聯(lián)合內(nèi)華達(dá)大學(xué)等團(tuán)隊(duì)在室溫超導(dǎo)領(lǐng)域的突破，實(shí)現(xiàn)了15℃溫度下的碳?xì)淞蚧锍瑢?dǎo)。這種新型室溫超導(dǎo)體要在267GPa的壓力下工作。但2022年9月《自然》雜志撤回上述論文，稱研究人員在數(shù)據(jù)處理方面存在違規(guī)行為。撤稿聲明顯示，該研究關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理、分析的有效性受到懷疑，盡管作者堅(jiān)持認(rèn)為原始數(shù)據(jù)能夠支持論文的主要結(jié)論，但過(guò)去兩年中其他科學(xué)家對(duì)研究數(shù)據(jù)的頻繁質(zhì)疑無(wú)疑削弱了論文可信度。

H指數(shù)（H-index）的發(fā)明者、美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校理論物理學(xué)家喬治·赫希（Jorge Hirsch）對(duì)迪亞斯的抨擊最為引人關(guān)注。赫希提出了強(qiáng)烈的指控，稱迪亞斯和內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校的物理學(xué)者阿什坎·薩拉馬特（Ashkan Salamat）發(fā)表的一些數(shù)據(jù)可能存在欺騙行為。赫希還指出，迪亞斯論文中的數(shù)據(jù)與2009年P(guān)hysical Review Letters發(fā)表的一篇關(guān)于高壓下銪超導(dǎo)性論文中的數(shù)據(jù)有可疑的相似之處。該研究由于磁化率數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，2021年已被撤回。

對(duì)此，蔡傳兵則表示出了對(duì)科研探索精神的包容。蔡傳兵向澎湃科技表示，“從現(xiàn)場(chǎng)參會(huì)的同仁反應(yīng)來(lái)看，作為亞裔科學(xué)家迪亞斯有一股‘意氣’在身上，他的文章先前被撤稿，大家都對(duì)他有所懷疑，但他仍然一直堅(jiān)持研究，并在有國(guó)際影響力的美國(guó)物理學(xué)春季年會(huì)上發(fā)表自己的成果。之所以有爭(zhēng)議，一種可能是他的實(shí)驗(yàn)很難，他自己也不知道錯(cuò)在哪里。還有一種可能，大家無(wú)法重復(fù)他的實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)樗凶约旱莫?dú)門(mén)秘籍，沒(méi)有公開(kāi)告訴別人?！?/p>

本文作者：承天蒙，本文來(lái)源：澎湃新聞，原文標(biāo)題：《上海高溫超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任：迪亞斯的“室溫超導(dǎo)”距實(shí)際應(yīng)用非常遠(yuǎn)》

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