美國“室溫超導”研究被中國團隊推翻？南京大學聞海虎提交重磅論文

每經編輯｜畢陸名

據中國科學報3月20日報道，3月15日，聞海虎團隊在預印本網站arXiv提交了一篇包括9名作者、長達16頁的研究論文，直截了當否定了Dias的研究結論。論文結論稱：“我們的實驗清楚地表明，從環境壓力到6.3GPa，溫度低至10K（約-263攝氏度），镥氮氫材料LuH2±xNy中不存在超導性。”

“這個結論肯定是推翻了，毋庸置疑的。”南京大學超導物理和材料研究中心主任聞海虎對記者說出這句話的時候，語氣足夠堅決。“這個結論”，指的就是當下大火的美國羅切斯特大學Ranga Dias團隊的室溫超導研究。這距離Dias的研究發布只有8天，如果實錘，Dias將會再次被打臉。

圖片來源：中國科學報截圖

不久前，轟動全球物理界的“爆炸性”新聞在拉斯維加斯的美國物理學會（以下簡稱APS）上誕生——羅切斯特大學的物理學家蘭加·迪亞斯（Ranga Dias）及其團隊在上述會議上宣布，他們已經創造出一種可以在室溫（room temperature）條件下實現超導的全新材料。消息發布后，在全球引起軒然大波的同時，也引來學界的諸多質疑。

據每日經濟新聞3月9日報道，北京時間3月9日凌晨，該研究的主要作者及論文主講人、羅徹斯特大學機械工程系和物理與天文系助理教授蘭加·迪亞斯通過郵件接受了記者的獨家專訪。在專訪中，迪亞斯博士對其團隊此次的全新發現充滿信心，他認為這將是一項重塑21世紀的革命性技術。不過他同時還指出，“要將我們對室溫超導新材料的發現應用到任何規模的現實世界中，還需要幾年的艱苦工作。”

南大聞海虎團隊復刻Dias實驗

據中國科學報3月20日報道，3月7日，看見Dias在美國物理學會會議上的報告結果后，聞海虎火速安排重復實驗，“我們的初步樣品很快出來了，后來又作了一些調整”。

實驗并非完全復刻。聞海虎發現，Dias給的制備樣品方案幾乎不可行，于是他們結合自己的條件，完全以新的方式進行合成并得到了镥氮氫材料。X射線衍射儀技術檢查顯示，該材料結構與Dias的樣品幾乎一致，且能量色散X射線光譜儀分析也發現了氮元素。

圖片來源：視覺中國

聞海虎團隊隨即在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，發現低至10K都沒有超導發生。同時，他們也進行了仔細的磁化測量，發現沒有超導所需的抗磁信號。聞海虎說，這些發現足以否定Dias的常溫低壓下的超導結論。

因為Dias沒有說明其研究材料中的氮含量，目前只能以材料結構來討論。聞海虎說，盡管樣品中氮含量或許有所不同，但是材料結構一樣、3種元素兼具，這個情況下要有超導就應該產生了，“不能說那一點成分的改變會決定超導或不超導”。

為什么Dias的制備樣品方案不可行呢？Dias的方案是，用兩個小金剛石對微腔中的镥、氮氣和氫氣在65攝氏度下加壓到1萬個大氣壓。聞海虎分析說，Dias的材料制備方法存在明顯的不合理性，65攝氏度太低，這個溫度下能產生金屬和氮氣、氫氣的反應是不可思議的。

聞海虎說，Dias可能給了一個錯誤的條件，或許是溫度少了一個“0”，“除非用激光加熱，否則很難做出來”，然而Dias并沒有提到激光。聞海虎團隊采用了高溫高壓爐來燒，很快就得到了镥氮氫材料。

聞海虎考慮得更嚴謹。他說，這個材料在幾十萬個大氣壓下是否會出現高溫超導還不能下結論，“我們也正在做”。

學者稱：迪亞斯未對團隊研究進行復現

據每日經濟新聞3月10日報道，當地時間3月7日，轟動全球物理界的“爆炸性”新聞在拉斯維加斯的美國物理學會（以下簡稱APS）上誕生——羅切斯特大學的物理學家蘭加·迪亞斯（Ranga Dias）及其團隊在上述會議上宣布，他們已經創造出一種可以在室溫（room temperature）條件下實現超導的全新材料。

在近15分鐘演講中，迪亞斯反復對室溫超導進行詳細講述。不過，3月9日《自然》雜志刊登的論文中也坦言，盡管這一研究結果超乎想象，但還需要進一步的實驗和模擬來了解材料的超導狀態。

蘭加·迪亞斯教授（圖片來源：羅徹斯特大學官網）

范德馬雷爾教授是對迪亞斯團隊2020年論文數據提出質疑的主要專家之一。盡管這一次范德馬雷爾博士認為這項新研究似乎恰當地證明了新材料的影響，但他說他“對整件事感到非常不舒服（uncomfortable）”。范德馬雷爾教授認為，迪亞斯團隊的新論文中可能隱藏著與去年被撤稿的論文類似的問題。

范德馬雷爾教授提到，鑒于迪亞斯團隊有被《自然》撤稿的情況，由一個獨立的小組對LuH2（氫化镥）的新發現進行復現將比以往任何時候都更為重要。“迪亞斯團隊新論文中的協議（protocol）與之前被撤稿論文的協議不同——新協議不再允許評審專家引用導致撤回他們之前論文的理由。換句話說，評審專家將無法看出迪亞斯團隊的新論文是否有什么‘嚴重錯誤’，至少與去年被撤稿的論文相同的方面不可能。即使可能，這樣的分析也需要很多時間，并且現在做出這樣的評估（如果有可能的話）還為時過早。”

在接受記者采訪時，范德馬雷爾教授表示，在學術報告的現場，迪亞斯博士及其合作者回答了一些在場人士的問題，大部分答案都是令人滿意的。“不過，我提出的一個問題沒有被他的合作者很好地理解，我并未得到有用的答案。”

迪亞斯博士北京時間3月9日在接受記者采訪時指出，“這種新的室溫超導材料將改變整個超導行業，這將使得一系列技術成為可能，這些技術將改變我們使用、存儲和傳輸能源的方式，更不用說在計算、交通和醫療設備中的更多種應用了。我們認為這將是一項重塑21世紀的革命性技術。”

不過，另外一位主要質疑者、加州大學圣地亞哥分校理論物理學家喬治·赫希（Jorge E.Hirsch）教授向每經記者指出，如果迪亞斯博士團隊此次提出的這種由氫、氮和镥組成的材料在其所述的溫度和壓強下真的是一種超導體，那么肯定是一個重大的科學突破了。“但考慮到我此前對這些作者的經驗以及我對超導概念本身的理解，我不認為他們此次提出的觀點是可信的，我也不認為他們的論文會通過學術審查。”

赫希教授向記者指出，迪亞斯博士本人并沒有在拉斯維加斯的APS會議上對他們團隊的研究進行復現。赫希教授表示，“迪亞斯團隊的主張需要獨立地進行復現才能得到驗證”，但他坦言不相信這會實現。

“最近刊登在《自然》雜志上的論文中展示了一些室溫超導的數據，但這篇論文大約一年前就提交給了《自然》，只不過《自然》是在3月8日才將這篇論文公開。我認為迪亞斯博士如今應該有關于他們研究的更多數據，不過他并沒有向公眾展示。”赫希教授在發給記者的郵件回復中寫道。

每日經濟新聞綜合每經網（記者：蔡鼎）、中國科學報

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