“這個(gè)推論必須推翻，毫無(wú)疑問(wèn)。” 南京大學(xué)超導(dǎo)化學(xué)與材料研究中心主任溫海虎對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》說(shuō)這句話時(shí)，語(yǔ)氣足夠堅(jiān)定。
“這個(gè)推論”指的是日本考文垂學(xué)院團(tuán)隊(duì)目前火爆的溫度超導(dǎo)研究。 他們聲稱，他們開(kāi)發(fā)的一種镥-氮-氫材料在近 10,000 個(gè)大氣壓（1GPa）下實(shí)現(xiàn)了溫度超導(dǎo)。
3月15日，文海虎團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上提交了一份包括9位作者在內(nèi)的16頁(yè)研究論文，斷然否定了Dias的研究推斷。 該論文得出結(jié)論：“我們的實(shí)驗(yàn)清楚地表明，在環(huán)境壓力至 6.3GPa 和低至 10K（約 -263 攝氏度）的溫度下電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)論，LuH2±xNy（一種镥-氮-氫材料）不存在超導(dǎo)性。”
這距離迪亞斯的研究成果發(fā)布僅剩 8 天。 如果被證實(shí)，迪亞斯又要被打臉了。
副本 Dias 實(shí)驗(yàn)
3月7日，看到迪亞士在日本數(shù)學(xué)會(huì)大會(huì)上的報(bào)告結(jié)果后，文海虎迅速安排重復(fù)實(shí)驗(yàn)，“我們的初步樣本很快就下來(lái)了，后面還會(huì)做一些調(diào)整。”
為什么效率這么高？ 溫海虎說(shuō)，這是他們團(tuán)隊(duì)加班加點(diǎn)、齊心協(xié)力的結(jié)果。 其實(shí)，這個(gè)復(fù)本實(shí)驗(yàn)“難度不大”，“還是難測(cè)”，因?yàn)樾枰?xì)的信號(hào)，數(shù)據(jù)分析也有難度，好在他們“平時(shí)積累不錯(cuò)”。
實(shí)驗(yàn)不是精確的復(fù)制品。 文海虎發(fā)現(xiàn)迪亞斯給出的制樣方案幾乎行不通，于是他們結(jié)合自身?xiàng)l件，用新的方法完全合成，得到了镥氮?dú)洳牧稀? X射線衍射儀測(cè)試表明，該材料的結(jié)構(gòu)與Dias的樣品幾乎相同電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)論，能量色散X射線光譜儀分析也發(fā)現(xiàn)了氮。
文海虎團(tuán)隊(duì)隨后測(cè)試了材料在6萬(wàn)個(gè)大氣壓以下不同壓力下的內(nèi)阻，發(fā)現(xiàn)低至10K也沒(méi)有出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。 同時(shí)，他們還進(jìn)行了仔細(xì)的磁化測(cè)試，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有超導(dǎo)所需的反磁信號(hào)。 文海虎表示，這一發(fā)現(xiàn)足以否定迪亞斯的常溫低壓超導(dǎo)推論。
由于迪亞士在他的研究材料中沒(méi)有具體說(shuō)明氮濃度，因此只能從材料結(jié)構(gòu)上進(jìn)行討論。 溫海虎說(shuō)，雖然樣品中氮的濃度其實(shí)不同，而材料結(jié)構(gòu)是一樣的，考慮到這三種元素，但在這種情況下，應(yīng)該會(huì)形成超導(dǎo)性。 “不能說(shuō)成分的變化就決定了超導(dǎo)與否”。
為什么Dias的樣品制備方案不可行？ 迪亞斯的計(jì)劃是用兩顆小鉆石將微腔中的镥、氮?dú)夂脱鯕庠?65 攝氏度下加壓到 10,000 個(gè)大氣壓。 文海虎分析，迪亞士的材料制備方法明顯不合理，65攝氏度太低。 很難想象在這個(gè)溫度下可以形成金屬、二氧化碳和氫氣的反應(yīng)。
溫海虎表示，迪亞士可能給錯(cuò)了條件。 顯然，溫度少了一個(gè)“0”。 文海虎團(tuán)隊(duì)利用低溫高壓爐燃燒，快速獲得镥氮?dú)洳牧稀?span style="display:none">aVf物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
文海虎仔細(xì)想了想。 他說(shuō)，這種材料是否會(huì)在幾十萬(wàn)個(gè)大氣壓下具有低溫超導(dǎo)性還不能推斷，“我們也在做。”
需要更多驗(yàn)證
從1968年到今天，化學(xué)家們?nèi)栽谘芯颗c氫、二氧化碳、稀土配合物和堿土配合物有關(guān)的超導(dǎo)特性，在超過(guò)200K的溫度下可以轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)。
Dias團(tuán)隊(duì)用氮取代了溴化镥中的部分氫，并聲稱在1GPa和20攝氏度的最高轉(zhuǎn)變溫度下檢測(cè)到超導(dǎo)性。 如果被否決，這將是前所未有的進(jìn)步。
此前，中科院化學(xué)研究所研究員金長(zhǎng)青在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)提到了迪亞斯研究的幾個(gè)疑點(diǎn)，包括合成樣品結(jié)構(gòu)不明、氫濃度低等。 （這與之前發(fā)現(xiàn)的富氫超導(dǎo)體截然不同）。
為什么氫的濃度如此重要？ 這與學(xué)術(shù)界對(duì)超導(dǎo)的固有認(rèn)識(shí)有關(guān)。 一般來(lái)說(shuō)，超導(dǎo)材料中的氫濃度越高，其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度就越高。
估算物理學(xué)家、加州州立大學(xué)北嶺校區(qū)副院長(zhǎng)苗茂生告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，富氫超導(dǎo)體和低氫超導(dǎo)體是“完全不同的系統(tǒng)”，迪亞斯的推論顛覆了現(xiàn)有理論理解 。 例如，十溴化鑭的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為-13攝氏度，已經(jīng)很高了； 而在Dias的镥-氮-氫材料中，镥：氫的摩爾比小于3，遠(yuǎn)高于十溴化鑭。 體溫低于十溴化鑭。
苗茂生表示，很難想象迪亞斯的镥-氮-氫材料會(huì)成為電子-聲子耦合超導(dǎo)體。 根據(jù)電子-聲子耦合理論推算，這種材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)該在幾十K。
他提醒，高壓實(shí)驗(yàn)是一個(gè)難度很大的實(shí)驗(yàn)，樣品很小，合成條件很難做到很均勻，信號(hào)檢測(cè)的噪音很大，這??些都容易造成誤判.
除了文海虎團(tuán)隊(duì)的論文外，最近也發(fā)表了幾篇關(guān)于镥材料的類似研究。
較早的研究來(lái)自金長(zhǎng)青團(tuán)隊(duì)。 3月9日，他們?cè)赼rXiv上發(fā)表研究稱，溴化镥在高壓下的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為71K（約-202攝氏度）； 當(dāng)壓力釋放時(shí)，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度增加到 65K（約 -208 攝氏度）。 攝氏度）。 這個(gè)超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度比溫度高很多。
3月12日，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所程金光團(tuán)隊(duì)在arXiv上發(fā)表了另一項(xiàng)研究，雖然他們的材料沒(méi)有添加氮，但他們對(duì)二溴化镥在高達(dá)7.7 GPa壓力下的測(cè)試表明沒(méi)有超導(dǎo)性在低至 1.5K（約 -272 攝氏度）的溫度下。
值得注意的是，迪亞斯的兩次“前科”讓他的研究很難讓人放心。 可測(cè)試性、可重復(fù)性和透明度是科學(xué)研究有效的重要激勵(lì)因素。 Dias 之前的兩項(xiàng)重要研究，包括發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的金屬氫研究和發(fā)表在《自然》雜志上的醇基硫超導(dǎo)研究，都沒(méi)有這種激勵(lì)。
大自然也注意到了迪亞斯的過(guò)去。 法國(guó)密西西比研究所香檳校區(qū)的金長(zhǎng)青和大衛(wèi)在該刊發(fā)表評(píng)論文章稱，由于迪亞士關(guān)于碳硫配合物低溫超導(dǎo)的論文被撤稿，其最新研究的獨(dú)立檢測(cè)數(shù)據(jù)將幫助解除疑慮。
苗茂生還提醒，既然《自然》雜志接受了迪亞斯的工作，就應(yīng)該認(rèn)真討論一下。 如果要否定他的工作，還需要更多的證據(jù)和反復(fù)的驗(yàn)證，很快就會(huì)有多篇驗(yàn)證論文發(fā)表。
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