南京大学团队推翻美国室温超导研究怎么回事

南京大学团队推翻美国室温超导研究，这是怎么回事?美国室温超导研究进展是什么?下面是小编为大家整理的南京大学团队推翻美国室温超导研究怎么回事，如果喜欢请收藏分享!

南京大学团队推翻美国室温超导研究怎么回事?

“这个结论肯定是推翻了，毋庸置疑的。” 南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎对《中国科学报》说出这句话的时候，语气足够坚决。

“这个结论”，指的就是当下大火的美国罗切斯特大学Ranga Dias团队的室温超导研究，他们宣称自己研发的一种镥氮氢材料在近1万个大气压(1 GPa)下实现了室温超导。

3月15日，闻海虎团队在预印本网站arXiv提交了一篇包括9个作者、长达16页的研究论文，题目是“氮掺杂氢化镥(LuH2±xNy)近环境条件下不存在超导性”，直截了当否定了Dias的研究结论。论文结论称，“我们的实验清楚地表明，从环境压力到6.3 GPa，温度低至10K(约-263摄氏度)，镥氮氢材料LuH2±xNy中不存在超导性。”

这距离Dias的研究发布只有8天，如果实锤，Dias将会再次被打脸。

美国室温超导研究进展

3月7日，在一场属于物理学的盛会——美国物理学会“三月会议”的会场里，参会的物理学家们忽然如潮水般涌向一个小报告厅。让物理学家们如此激动的，是美国罗切斯特大学迪亚斯教授所作的一场报告——他宣称在1GPa(约1万个标准大气压)下，实现了294K(21℃)的室温超导。

号称“凝聚态物理学圣杯”的室温超导被攻克的消息一经传出，立刻成为全球最重要的科技新闻之一。“室温超导”为何能如此引人关注?这次的进展真的是一个诺奖级的突破吗?

工业界的期望，物理界的梦想

所谓超导电性，是指材料在一定温度下电阻突然变为零的状态。这时，如果给超导体通入直流电，那么即使没有电压，超导体内的电流也不会衰减。除了零电阻性，超导体的另一个基本性质是完全抗磁性。超导体会把磁场完全排出体外，这种类似同极磁铁间斥力的作用，可以很容易地实现磁悬浮。另外，从医院用的核磁共振设备到受控核聚变的“托卡马克”，强磁场的形成也都要用到超导线圈。

室温超导一旦成真，不但输电线的直流损耗可以被完全消除，而且获得磁场的难度和成本也会大幅度降低。到时，我们去医院做相关检查会变得廉价，日常的电能损耗可以大幅衰减，甚至可控核聚变也有希望提前实现。

与工业界倾心于超导的广泛应用不同，物理学家更好奇超导本身的性质与成因。包括超导体在内的晶体材料中，有从原子到电子的许多因素会影响材料的物理性质。大多数物理现象，只由这些因素中的某几个支配，因此相对容易研究。但在超导的舞台上，几乎所有因素都是主角。它们纠缠在一起互相影响，再加上热运动造成的干扰，使得科学家们不仅难以实现室温超导，甚至几乎不可能进行精确的理论分析。

因此，室温超导及其理论成为无数物理学家的梦想。科学家对室温超导材料的追求与探索，已经持续了100年。

室温超导是什么意思?

Nature还正式发表了Dias团队的新论文。时间戳显示，这篇论文在2022年8月投出，今年1月18日被Nature接收。

如果实现

在超导领域将迈出一大步

据了解，超导的发现来源于液氮的制备。

1908年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯成功将氦气液化，随后在1911年春，昂内斯在用液氦将汞的温度降到约-268.95℃时，发现汞的电阻降为零。他把这种现象称为超导性。后来昂内斯和其他科学家陆续发现其他一些金属也是超导体。昂内斯因为对生产液氦的贡献以及发现超导现象而获得1913年的诺贝尔物理学奖。

后续研究者发现了多种超导体材料，但都需要在极低的温度下才能实现超导。也因此，科学家把30K(约-243.15ºC)以上温度实现超导的，称之为“高温超导体”——此处的“高温”也是相对而言的，按照日常生活的标准，这仍然是非常低的温度。

有没有温度更高的超导体?

答案是有。但是如果把温度提高，就需要更高的压力。

以兰加·迪亚斯此次宣布的发现为例，该团队在最新的实验中研发了一种由氢、氮和镥制成的材料，可以在约21℃的温度，以及10千巴的压力下进入超导状态。

巴(bar)，是压力单位。1巴等于100千帕。10千巴，也就是约一万个标准大气压，是人类日常环境的一万倍。但这个数据，已经远远低于在其他室温超导体通常所需的数百万倍。

如能实现，是否意味着人类在室温超导体研究中迈出跨越式的一步?

对此，南方+记者联系到中国科学院半导体研究所研究员刘祥林，他说：“超导意味着没有电阻，意味着传电不损耗，但是实现条件必须把电线降到零下270摄氏度以下，就是说这个是不实用的——有这种现象，但是不实用。如果真正能发明一种材料，它在常温下就可以没电阻那才好。如果能够实现，那就意味着输电过程不会有电力损耗，他的目的也是这个。”

而中国科学院电工研究所应用超导重点实验室研究员张现平则介绍道，超导材料基本上要求有两个特征，一个是没有电阻，另一个是有完全抗磁性。如果是在室温下，这两个特征都能够表现的话，那就是说它是一种室温超导体。

结合自身研究领域，张现平分析，如果是这种材料真的是在室温、接近常压状态保持操作定性的话，那么将对能源交通各方面产生革命性的影响，例如网络上热议的磁悬浮动车，“原来大家担心磁悬浮列车的问题就是制冷的问题，现在它倘若能使用超导材料，就不存在问题了。”