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室温超导体也许将圆一个世纪之久的梦想。现有的超导体需要昂贵而笨重的冷却系统来实现无摩擦导电，但室温材料可以带来高效电网和计算机芯片，以及悬浮火车和核聚变动力所需的超强力磁铁。据《科学新闻》报道，纽约罗切斯特大学物理学家朗加·迪亚斯（Ranga Dias）当地时间3月7日在美国物理学会年会上介绍了团队的研究新进展。据称他们创造出的超导可在室温和相对较低的压力下工作。在这种普通条件下工作的超导体可能预示着高效率机器、超灵敏仪器和革命性电子产品的新时代的到来。然而，该团队此前声称破纪录的室温超导一直存在争议，半年前甚至遭遇《自然》杂志撤稿，因此新的研究结果或将面临严格审查。
室温超导诞生
通常，电流在电线中流动时会遇到阻力，就像摩擦一样，一些能量会以热的形式损失掉。超导是指在特定低温条件下呈现出电阻为零的特性以及具备完全抗磁性的材料。一个多世纪前，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）第一次在约-268°C的汞中发现了超导。也就是说，只要冷却到极低温度，很多材料可以变成超导，能在没有电阻的情况下传输电流。
此外，一些超导可以在温度更高的条件下工作，但必须施加极高的压力，因此这个方法并不实用。几十年来，科学家们一直在寻找在室温下工作的超导体。
而迪亚斯这次发布的室温超导材料据称可以在相对较低的压力下工作。他介绍，团队发现了一种由氢、氮、镥组成的化合物，在294K（21°C）的温度下，材料电阻能降为0，不过这仍需要1GPa的压力才能实现材料的超导性能，这约是大气压力的10000倍，但已经远低于室温超导先前所需的数百万个大气压。迪亚斯表示：“这是可用于实际应用的新材料的开端。”
“革命性的”蓝色晶体复活了室温超导的希望
迪亚斯领导的研究小组曾在2020年引起轰动，当时他们报告了一个由碳、硫和氢组成的微小颗粒（CSH）的超导性，这种颗粒是通过将两颗在产生超高压的装置金刚石压砧之间的物质挤压到大气压力的数百万倍而产生的。
此前，科学家们已经制造出了其他富含氢的超导体，即氢化物，但它们必须被冷却到250k（-23°C）或更低。而CSH超导温度为287k，相当于15°C。但其他研究人员无法复制CSH的结果，并抱怨该研究的配方含糊不清且不完整。另一些人则认为这个研究小组测量材料磁性行为的方法有问题，这是超导性的一个关键特征。最终，《自然》杂志不顾所有作者的反对，于2022年9月撤回了这篇论文。
而现在，出现了更有前途的物质：LNH。为了制造它，迪亚斯的团队在金刚石压砧中装入了一层薄薄的镥箔，并注入了氢气和氮气的混合物。通过将压力提高到2千兆帕斯卡（接近20000倍大气压），并在200°C下烘烤长达3天，他们形成了一个明亮的蓝色晶体斑点，即使在压力减轻后也能保存。
当他们把压力调到0.3千兆帕斯卡时，随着电阻骤降至零，蓝色斑点变成了粉红色。磁性测量还显示，样品排斥外部施加的磁场，这是超导体的标志。迪亚斯说，这篇论文经过了五轮审核。他还表示，这种超导体可能能够摆脱金刚石压砧单元的限制，将其推向实际应用。
“这是有史以来对氢化物最详细的研究。”该研究的资深作者之一、内华达大学拉斯维加斯分校的物理学家阿什坎·萨拉马特（Ashkan Salamat）说。其他人也认为这个结果令人印象深刻。卡内基科学研究所的物理学家亚历山大（Alexander Goncharov）说：“这看起来是可信的。”
仍面临严重质疑
尽管如此，这项研究仍面临着严重的质疑。
一些专家表示，他们对迪亚斯团队基于那段“黑历史”得出的新结果缺乏信心。德国美因茨马克斯·普朗克化学研究所的物理学家米哈伊尔·埃雷米茨（Mikhail Eremets）说，不仅之前的结果被撤销了，而且其他研究人员也无法重现这一结果，包括他在马克斯·普朗克研究所的团队。“主要的有效性测试——可重复性——失败了，在我看来，这是最重要的。”
爱丁堡大学的物理学家尤金·格雷戈良茨（Eugene Gregoryanz）说：“如果这是真的，那就是一个伟大的发现。”但他对研究人员持怀疑态度。“不管这是不是真的，我想时间会证明的。”
佛罗里达大学物理学教授詹姆斯·哈姆林（James Hamlin）说：“我已经对这个小组的研究成果失去了一些信任。”哈姆林博士还感到不安的是，他发现自己2007年写的博士论文中的几段文字，一字不差地出现在迪亚斯的论文中。
尽管如此，这篇新论文还是通过了同一家期刊的同行评审。
迪亚斯博士驳斥了持续不断的批评，并表示他的团队提供了解释。“我只觉得那只是背景噪音，”他说，“我们试图继续推动科学进步。”关于哈姆林所提及的论文抄袭，迪亚斯说，他应该把引文写进去。“这是我的错。”
而其他人则更为积极。伊利诺伊大学芝加哥分校的材料化学家罗素·赫姆利（Russell Hemley）说：“这是一项出色的研究。”“就超导性的证据而言，所提供的数据是非常有力的。”赫姆利没有参与这项研究，但在过去曾与迪亚斯合作，包括在被撤回的超导体论文的后续研究中。
“我谨慎乐观。”华盛顿卡内基科学研究所（Carnegie Institution for Science）的科学家蒂莫西·斯特罗贝尔（Timothy Strobel）说，他没有参与迪亚斯的研究。“论文中的数据看起来很棒。”斯特罗贝尔博士承认，围绕迪亚斯博士的争议仍在继续。“我不想过多解读，”斯特罗贝尔博士说，“他真的可以成为世界上最好的高压物理学家，有望获得诺贝尔奖。”
“如果这是真的，那将是一个非常重要的突破，”休斯敦大学（University of Houston）物理学教授保罗·朱（Paul C.W. Chu）说，他也没有参与这项研究。
据悉，罗切斯特大学发言人萨拉·米勒（Sara Miller）表示，经过学校的两次调查，“确定没有证据支持这些担忧”。她还表示，该大学“考虑了2022年9月《自然》杂志论文撤回的问题，并得出了同样的结论”。
新闻来源：科学新闻、纽约时报、科学杂志，部分图片来源于网络
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