央廣網(wǎng)北京3月23日消息 據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道，美國羅切斯特大學團隊的室溫超導研究最近大火。他們宣稱自己研發(fā)的一種镥氮氫材料在近1萬個大氣壓（1GPa）下實現(xiàn)了室溫超導。這遠低于目前室溫超導體通常所需要的數(shù)百萬個大氣壓。不過，該研究成果發(fā)表之后，有業(yè)內(nèi)專家表示謹慎樂觀或者質(zhì)疑。

　　3月15日，南京大學超導物理和材料研究中心主任聞?；F隊在預印本網(wǎng)站arXiv提交了一篇包括9名作者、長達16頁的研究論文，否定了相關(guān)的研究結(jié)論，這距離室溫超導的研究發(fā)布只有8天。

　　這項證偽實驗是如何完成的？羅切斯特大學團隊的室溫超導研究有可能在哪個環(huán)節(jié)出了問題？室溫超導為何這么難實現(xiàn)？

　　失之毫厘，一定差之千里？

　　南京大學超導物理和材料研究中心主任聞?；⒔榻B道，他的團隊利用镥金屬和含氮、氫元素的氣體進行燒結(jié)，在高溫高壓環(huán)境下成功合成復現(xiàn)出具有同樣結(jié)構(gòu)的镥氮氫材料。

　　電阻和磁化是判斷超導性質(zhì)最為重要的兩個參考指標。成功合成镥氮氫材料之后，聞?；F隊進一步測量該材料的電阻和磁化特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該材料在所聲稱的低壓下并不具備零電阻和完全抗磁性這兩個超導特性，由此完成對美國羅切斯特大學團隊研究的證偽。

　　是否因為材料上存在差別，超導現(xiàn)象才無法復現(xiàn)？聞?；Υ私忉尩溃瑘F隊利用X光對材料進行衍射，通過X光衍射譜發(fā)現(xiàn)該材料與美國羅切斯特大學團隊所用材料結(jié)構(gòu)幾乎一致。

　　聞?；⒀a充，復刻材料與Dias團隊的樣品可能會存在某些細小的差別，具體體現(xiàn)在氮元素的含量與分布上。但復刻材料與樣品在結(jié)構(gòu)上幾乎一致，就意味著同類結(jié)構(gòu)的化合物很難在相同的溫度和壓力條件下出現(xiàn)超導現(xiàn)象。聞?；⑦€指出，團隊在加壓和不加壓情況下都進行了試驗，結(jié)果表明該材料并不具備超導性質(zhì)。

　　溫度太高，室溫超導中的電子對易被“拆散”

　　關(guān)于室溫超導現(xiàn)象成功證偽，聞?；⒈硎?，Dias團隊的研究方案存在一些可疑點，其中關(guān)鍵的一點在于制備樣品的反應溫度過低。在常溫條件下，金屬镥難以與氮元素、氫元素發(fā)生化學反應。除此之外，Dias團隊的數(shù)據(jù)分析也存在漏洞，最終導致了超導的“假象”。

　　為什么室溫超導復現(xiàn)如此困難，以至于假象頻出？實際上，實現(xiàn)超導首先需要材料內(nèi)部的電子兩兩配對，以此形成相位相同或步調(diào)一致的狀態(tài)。但如果材料溫度過高，已經(jīng)配對的電子便容易被拆散，恢復獨立運動?！斑@就意味著室溫超導必須保證材料內(nèi)部電子在高溫狀態(tài)下仍舊能夠穩(wěn)定配對?！?/p>

　　聞海虎認為，根據(jù)目前超導領域的研究發(fā)現(xiàn)，許多富含氫元素的材料在高壓狀態(tài)下具備高溫超導性質(zhì)。這是因為，氫原子在材料內(nèi)部形成結(jié)構(gòu)時容易產(chǎn)生高頻振動，而這恰好能夠幫助電子實現(xiàn)配對。所以在高壓狀態(tài)下，氫原子這一特質(zhì)有助于材料產(chǎn)生超導現(xiàn)象，這同時也是攻克室溫常壓超導難題的重要方向。

　　前景廣闊，超導有望上太空

　　從發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象到今天，超導技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于電力、通信、醫(yī)療等領域。如果室溫超導這一難題被攻克，將會顯著提升微波通信的性能，進而優(yōu)化移動通信、國防通訊等微波通信領域。除此之外，室溫超導技術(shù)還能夠推動超導磁懸浮列車的研發(fā)以及解決大容量電子芯片線路過熱等技術(shù)難題。

　　盡管目前實現(xiàn)大規(guī)模高溫超導應用仍舊十分困難，但如果將超導技術(shù)的應用場景放到太空，就可以在一定程度上避免溫度給超導技術(shù)應用帶來的限制，未來或許可以依托航天技術(shù)，在太空環(huán)境下利用某些高溫超導材料完成科研試驗和微波通信技術(shù)等應用活動。

　　監(jiān)制：郭靜

　　記者：鶴佳

　　編輯：潘雨薇 彭毓姬