当地时间2023年3月7日，在美国内华达州拉斯维加斯举行的物理学会年会上，罗切斯特大学助理教授Ranga Dias郎加·迪亚士发表了题为《极端条件下的物质：静态超导实验》的演讲”并声称他和他的团队创造了一种可以在室温和接近大气压力下工作的超导体。

这是一场座无虚席的演讲，开场前15分钟就已经人满为患，安保人员不得不上前阻拦更多想要入场的观众。

据迪亚士介绍，这是一种由氢、氮和镥组成的新材料，可以在室温和不太高压的环境条件下表现出超导性。

在一项相关实验中，他和他的团队将纯金属镥和氢气、氮气放置在一个可以产生高压的装置中，称为金刚石砧（金刚石砧的核心是两颗对齐的金刚石，两颗金刚石之间的狭缝中产生极高的压力），然后通过改变压力，他们可以测量新材料中的电阻。该材料在约 21°C 和 294 开尔文 (Kelvins, K) 的条件下表现出超导性。

迪亚士在演讲中说：“我们在碳质硫化氢中发现的室温超导性表明，三元或更大的体系可能是实现更高转变温度和室温超导性的关键。” “对于实际应用来说，这意味着一种新型材料体系的诞生。”

图 | Ranga Dias（来源：资料图）

就在迪亚士公布结果后，当地时间3月8日，相关论文的题目是《氮掺杂氢化镥中近环境超导性的证据》“Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride” 发表于《自然》。Nathan Dasenbrock-Gammon 内森·达森布罗克-甘蒙是第一作者，Dias迪亚士是通讯作者。

图丨相关论文（来源：Nature）

迪亚士在论文中说，他制备了一种由氢、氮和稀土金属镥反应得到的固体材料，可以完美地导电。在 21°C 和大约 1 GPa（1 GPa = 10 Kbar）的压力下，新合成的化合物以零电阻传导电流。

其实1GPa压力还是很大的，大约是马里亚纳海沟最深处压力的10倍。即便如此，迪亚士实验所需的压力远低于以往使用类似材料的实验（低100多倍），也远低于目前主流室温超导体所需的数百万个气压。

在这项研究中，迪亚士将薄镥箔放入金刚石砧座中，并向其中注入氢气和氮气的混合物。通过将压力提高到 2 GPa（接近大气压的 20,000 倍）并将混合物在 200 °C 下加热 3 天，空腔中形成亮蓝色晶体，即使压力下降，新合成的物质仍保持结晶状态。 

当压力降至 0.3GPa 时，随着电阻降至零，蓝色水晶变成粉红色。在 1GPa 的压力下，该材料可以达到 294K 的峰值超导温度。磁性测量表明样品可以排斥外部施加的磁场，这种现象是超导体的标志（迈斯纳效应）。

对于这一成果，上海交通大学电气工程系赵跃教授表示：“富氢高温超导体（氢金属化合物）的压力一般在150GPa左右，1GPa已经算很低了。但是， 1GPa的压力在实际应用场景中仍然无法使用，甚至比低温实现还要困难。”赵跃还指出：“这一实验结果对凝聚态物理的意义远大于超导实用技术。新型超导材料能否实用取决于其在磁场下的载流能力和稳定性。因此。，这种新型超导材料要走出实验室还有很长的路要走。”

著名的超导性和量子材料专家、澳大利亚卧龙岗大学超导与电子材料研究所所长、澳大利亚国家未来低能电子技术中心分部主任王晓临说：“虽然室温超导体迟早会被发现，但我仍然和我的同事一样兴奋并渴望重复这一发现。室温超导将在许多方面发生变革。2023 年将是不平凡的一年。我向背后的科学家们表示祝贺这一发现，并期待在室温超导领域继续取得进展。”

另据报道，此前只有在极低的温度或压力下才能观察到超导性，而现有的超导体需要昂贵且笨重的冷却系统才能实现零电阻传导。由于所需条件苛刻，这些材料无法长期投入到无损电力线、悬浮高速列车和医学影像设备等应用场景中。

这次的化合物是在高压高温条件下合成的。完全恢复后，可以沿着压缩路径测试其超导性能。如果这是真的，那么这种可以在常温下工作的超导材料可能意味着环保超导应用技术的曙光已经到来，也很有希望开启超灵敏、高效电子产品的革命性时代。

对于论文的发表过程，身为通讯作者的迪亚士自称经历了五轮审稿。即便如此，并非所有人都认同这一成就。业内同行认为，迪亚士应该尽一切努力帮助外部科研团队重现实验。

但迪亚士表示，他与他人共同创立的公司 Unearthly Materials 正试图将这种新型氢化物商业化，并告诉媒体：“鉴于我们工艺的专有性质和现有的知识产权，我们不会分发这些材料。”

这篇论文的另一位作者阿什坎·萨拉马特 Ashkan Salamat 是拉斯维加斯内华达大学的教授，与迪亚士 Dias 共同创立了 Unearthly Materials材料公司。“这是对氢化物所做的最详细的研究，”萨拉马特说。同时，他说样本的原始数据可以在网上查到，还说在分享样本的论文中也提供了详细的配方，所以“大家可以继续自己做”。

同行业的美国佛罗里达大学副教授詹姆斯·哈姆林James Hamlin对媒体表示：“如果结果被证明是正确的，这可能是超导史上最大的突破。这将是一个地球上令人震惊的、开创性的、非常令人兴奋的发现。”他继续说道：“我认为他们必须做一些真正的工作，并且真正地开放让人们相信它。”

加州大学圣地亚哥分校的物理学教授豪尔赫·爱德华多·赫希Jorge Eduardo Hirsch说：“我怀疑（新结果），因为我不相信这些作者。”而在上述会议上，赫希被安排在迪亚斯之后发言，上台后，赫希当面质疑了迪亚斯的新成绩。
 
“物理学的圣杯”——超导性

说到这里，让我告诉你什么是超导。超导性被称为“物理学的圣杯”，是指在一定的低温条件下，导体的电阻降至零的状态。事实上，如果冷却到非常低的温度，许多材料都可以成为超导体，即可以无电阻地传输电力。一些超导体在较温暖的条件下工作，但它们必须受到挤压。因为它需要满足一定的温度条件，所以它的应用还没有达到能够带来颠覆性变化的程度。

超导研究的历史可以追溯到一个世纪以前。1911年，荷兰物理学家海克·卡默林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）先后测量了汞、锡、铅在极低温下的电导率，并率先发现了浸入液氦中的水银的电导率。固体汞灯丝在 4.2K 时表现出超导性。

随后的研究表明，许多类别的材料都具有超导性，例如一些金属合金、钇钡铜氧化物化合物等。从此，寻找能够在常温下实现超导的材料成为学术界孜孜不倦追求的目标。

1968 年，英国固态物理学家尼尔·阿什克罗夫特发现，氢元素在高压下金属化后会变成高温超导体。他认为以氢为主的化合物最有可能具有金属性和超导性。

那么，此次发表在Nature上的新论文为何会引来业界的不同意见呢？这很大程度上是由于该团队之前的论文被 Nature 撤稿导致。而这篇被撤回的论文一度被誉为室温超导的“里程碑”成就。

“里程碑”论文被撤，“数据未知”的室温超导研究引发巨大争议

2020年10月，迪亚士团队在《自然》杂志上发表论文，声称他们首次实现了室温超导。这篇已经被撤回的论文，题目是《碳质硫氢化物的室温超导性》“Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride”，报告了碳质硫化氢体系中的超导性，在267±10kMPa下达到的最大超导转变温度为15℃ 。

图丨撤稿论文（来源：Nature）

Dias迪亚士在这篇被撤回的论文中提到，在金刚石压砧中，在 140 至 275 GPa 的压力范围内观察到了超导性，其转变温度在 220Gpa 以上急剧上升。此外，在三元体系中引入化学调谐可以在较低压力下保持室温超导性。

起初，论文投稿后，很快就被Nature接收并发表，甚至在较短的时间内获得了大量读者的关注。

但随后，因为论文中的数据遭到了学术界的质疑，很快就引起了巨大的争议。接着，以 Dias 为首的作者团队对论文进行了更正，并提供了相关原始数据，但质疑的声音并未停止。

比如赫希Hirsch教授在上一篇文章中就强烈表示论文中的数据非常可能是“捏造的”，他甚至在预印本平台arXiv和Physica C上发表了质疑文章。此外，不少物理学家也对这篇论文表示了质疑。

即便如此，作为论文作者的迪亚士依然对一切质疑表示坚决反对。他对媒体说：“我们坚持我们的工作，这已经在实验和理论上得到了验证。”撤稿论文的作者阿什坎·萨拉马特 Ashkan Salamat 也表示：“我们对《自然》杂志编委会的决定非常关注。感到困惑和失望。”

然而，经过调查，《自然》杂志于 2022 年撤回了这篇论文。需要说明的是，这次撤稿有点反常，因为Nature在九位论文作者的联合反对下，果断执行了撤稿行动。面对这一结果，一向持怀疑态度的赫希表示：“撤稿还不够，这掩盖了科学不端行为的证据。”

迪亚士Dias 最近向《自然》杂志提交了一份新手稿，该手稿在实验中复制了碳质氢硫化物的高温超导性，他坚持认为这将澄清过去的指控。迪亚斯还表示，他与《自然》杂志分享了他所有的原始数据。

因此，对于迪亚斯这一次的新成就，无论未来会出现怎样的争议，也不管是真是假，我们都必须秉持“让子弹飞一会儿”的观望态度。

最后，如果这种新型室温超导体成为现实，它几乎可以改变所有使用电力的技术，并为电子设备、磁悬浮列车和核聚变发电厂开辟全新的可能性。如上所述，只要室温超导体能够实现，就会带来很多方面的变化。

内容来源：深科技

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