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物理界炸了!Nature凌晨发稿:21℃实现室温超导,赌城现场被挤爆

 小手空空 2023-09-08 发布于北京

鱼羊萧箫发自凹非寺

物理学界又被扔下一枚核弹!

还是因为那石破天惊、看上去分分钟要把诺奖斩获马下的四个字:

室温超导

在拉斯维加斯,最新成果的发布现场,小小报告厅里挤满了各路物理大牛。包括高温超导先驱朱经武教授,以及此前一直在质疑室温超导的日内瓦大学凝聚态物理学家DirkvanderMarel。

消息传开,全球都炸锅了。

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状态嘛,就是一整个兴奋期待又充满犹疑。

兴奋的是,尽管1GPa的压力值仍然很高,但在物理学中,已经是从高压到近常压的重大突破。

犹疑的是,事情很大条,但研究团队有黑历史——去年10月,该团队登上Nature封面的“首个室温超导体”论文,被Nature强制撤稿。

美国物理学会年会现场,科普了好几分钟超导发展史后,RangaDias突然拿出重头戏——团队发现的又双叒一个室温超导新材料。

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这种材料由镥-氮-氢构成,它最爆炸的点在于,超导现象不仅能在21℃的室温条件下实现,压强还从上百GPa降低到了1GPa。

这事为何如此受关注?

毕竟如果室温超导成真,那么超导磁体相关研究,如粒子对撞机、可控核聚变、量子计算机等,都将获得新突破,还能降低我们日常生活中电力传输损耗的问题……总之是物理层面巨大的突破。

相关问题直接连夜冲上知乎热搜第一。

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Reddit上,这一话题的热度也是隔几分钟就往上窜一窜。

就在今天凌晨,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。

这次新材料的测量结果和数据是否真实,还得交给学术界的研究者去仔细鉴别。

研究者争议缠身

但正如不少网友所提醒的那样,RangaDias其人,确实争议缠身。

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前文说到,在2020年的时候,Dias就宣布一种由氢-硫-碳三种元素组成的新材料可以实现室温超导。

尽管压力条件相较此次给出的结果,距离实际应用更远,但作为“首个室温超导成果”,这项研究在当时同样轰动了学界,还登上了Nature封面。

然而,就在这篇论文发表后的两年间,围绕这项研究,可谓争议不断。其他实验室反复尝试,都未能复现结果。

2021年8月25日,一个核心争议点被揪了出来:论文的磁化率数据有问题。

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简单来说,就是Dias团队在处理原始数据时,用特殊方法对背景噪声进行了去除,但在论文中却没有针对这一数据处理方法,给出合理的解释。

提出h指数的理论物理学家JorgeHirsch在验证数据之后,直接质疑Dias团队用多项式曲线拟合数据“是一种捏造”,是“一场科学骗局”。

到了2022年年底,这一出造假疑云发展到高潮:Nature直接不管9位论文作者的集体抗议,强制撤下了他们的封面文章。

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不过这一次,超导现象出现的温压条件有所变化:在133Gpa条件下,氢-硫-碳化合物的临界温度为260K,约为零下13℃。

但比较奇怪的是,从上面这张图来看,随着压力继续增大,材料实现超导的温度数值又变低了……

遗憾的是,Dias的这次分享并没有开放现场提问环节。

对于这一结果,Dias的团队显然并不服气。上个月,他们又在arXiv上发了篇新文章,把大家质疑的种种数据重新测了一遍。

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不管怎么说,咱们还是先来看一下这枚“核弹”究竟包含哪些内容。

这种材料是怎么做出来的呢?

团队先是从镥和氢的化合物上入手,测量了一通数据,发现在加入一点氮后,材料达成超导条件

所需的温度数值变高了,最终合成了这种室温超导材料。

这种室温超导材料的制备过程令人瞩目,但团队也必须确认它是否真的达到了超导的标准。在科学界,要确认一个材料是否具有超导性质通常需要依赖两个关键效应。

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首先,是完全抗磁性,也称为迈斯纳效应。这效应使得超导体内部的磁感应强度为零,同时超导体排斥体内的磁场。这一特性不仅有助于磁悬浮技术的应用,还对其他领域具有重要意义。

其次,是零电阻效应。这意味着在特定温度下,该材料的直流电阻会突然降为零。这种现象通常用于确认材料是否达到超导条件。

然而,在实际实验中,要确认这些效应并不是一件容易的事情。首先,由于合成物样本通常非常小,测量结果可能出现偏差。

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其次,测量电阻值需要额外的装置,这对实验测量的精度提出了更高要求。因此,研究团队不仅需要获取测量数据,还需要对数据进行处理,以确定材料是否实现了室温超导条件。

在这次的实验中,团队采用了一种类似的数据处理方法,即使用背景减法来消除嘈杂的背景信号。他们测量了这种材料在不同压力下的超导温度条件,结果显示,在1GPa的压力下,材料能在接近21℃的温度条件下实现超导。

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然而,有一个令人困惑的现象是,随着压力的继续增加,材料实现超导的温度数值却降低了。这一点引发了一些疑问,需要进一步的研究和解释。

虽然这一次的发现引起了广泛的关注,但由于团队之前的争议和数据造假指控,学术界对这一成果仍然持谨慎态度。许多科学家表示,这些结果需要其他独立的研究团队进行复现,以确认其可靠性。

总之,这次室温超导的发现在物理学界掀起了轩然大波,尽管存在一些争议,但它仍然代表了一项重大突破,可能对未来的科学研究和技术应用产生深远影响。

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