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21℃实现室温超导,Nature凌晨刊发撤稿团队新研究

佚名 头条 2023年03月10日

本文来自微信公众号:量子比特(ID:QbitAI)室温超导技术为何颠覆物理学,作者:余阳,肖肖,原标题:《物理世界炸了!21℃实现室温超导,Nature发表新研究》清晨撤队,赌场现场人山人海”,题图来自:《三体》

又一颗核弹落在了物理学界。

还是因为那个开创性的四个词,似乎马上就要拿诺贝尔奖了:室温超导。

而这一次,来自罗切斯特大学的Ranga Bias团队给出了压力更低、临界温度更高的结果:新材料在室温约21°C加压到10000个标准大气压时就会出现。 超导现象。 (ps 人类已经能够在 50,000 到 60,000 个大气压下合成钻石。)

在拉斯维加斯,最新成果发布现场,小小的报告厅里坐满了各行各业的物理学专家,包括大学高温超导、凝聚态物理学的先驱朱敬武教授日内瓦的,他之前一直在质疑室温超导性。 家德克范德马雷尔。

而报告厅外,更是挤满了未能进入的大量物理研究人员,保安人员不得不不断疏散人群,以防发生火灾隐患。

就在今天凌晨,Nature 也正式发表了 Dias 团队的一篇新论文。 时间戳显示这篇论文投稿时间是2022年8月,今年1月18日被Nature接收。

图/自然

为什么会受到如此多的关注?

毕竟,如果室温超导成真,那么粒子对撞机、可控核聚变、量子计算机等与超导磁体相关的研究将取得新的突破,同时也可以减少能量传输损耗问题。我们的日常生活……总之,是物理层面的巨大突破。

消息传开,全世界都炸了锅。

相关问题一夜之间冲上知乎热搜榜首。

图/知乎

在 Reddit 上,这个话题的热度每隔几分钟就会上升一次。

图片/reddit

状态充满了兴奋和期待,也充满了犹豫。

令人兴奋的是,虽然1GPa的压力值仍然很高(约10000个标准大气压),但在物理学上,已经是从高压到接近大气压的重大突破了。

图片/reddit

犹豫是事情很重要,但研究团队有一段黑历史——去年10月,该团队登上Nature封面的“第一篇室温超导体”论文被Nature强行撤回。

原因是Nature认为Dias他们的数据处理方式有问题,他们的实验结果没有被成功复现。

这老头要搞什么大新闻?

不管怎样,还是让我们来看看这颗“核弹”究竟包含了什么吧。

在美国物理学会(APS)年会上,经过几分钟关于超导发展史的科普,Ranga Dias突然带出重头戏——团队发现的另一种室温超导新材料。

这种材料由镥-氮-氢 (Lu-NH) 组成。 它最爆炸的地方在于超导现象不仅可以在21℃的室温下实现,压力也从数百GPa降低到1GPa。

Nature原论文(已撤稿)介绍的新材料由氢-硫-碳组成,号称在15℃、267GPa压力下实现室温超导,当时震惊了所有人。

此外,即使是人造金刚石,也需要5GPa的压力和1400°C的高温……

当然,1GPa仍然不是一个小数字,相当于标准大气压的10000倍(标准大气压约为101.325kPa)。

Ranga Dias甚至在会议摘要中宣称:有了这种材料,近大气压超导及其应用技术的曙光已经到来。

图片/美国物理学会年会(APS)现场

这种材料是如何制成的?

团队先从一种镥和氢的化合物入手,测了一遍数据,发现加入少许氮后,材料达到超导条件所需的温度变高,最终合成了这种常温超导材料。

那么该团队是如何判断他们的材料是否达到超导条件的呢?

理论上来说,还是要从两个效果来判断。

一种是完全抗磁性,又称迈斯纳效应,能使超导体内部的磁感应强度为零,超导体排斥体内磁场。 这个特性最大的用途就是用于磁悬浮。

另一种是零电阻效应,即某种材料在常温下是导体、半导体甚至是绝缘体,但当温度下降到一定值时,其直流电阻突然降为零。

通常很难用迈斯纳效应来衡量。 许多研究采用零电阻效应的判断方法,即观察到材料的电阻在一定条件下变为零。

但是当涉及到实验测量时,就没有那么简单了。

这是因为在具体实验中,实际能够测量的合成样品往往非常小(在使用金刚石等装置加压时,最大压力只出现在两颗金刚石的“尖端”之间)加拿大28群吧!,导致可能的测量结果. 有偏差。

同时,要测量电阻值,需要在样品中加入额外的器件,这将进一步要求实验测量的准确性。 因此,在获得测量数据后,往往需要对数据进行处理,以确定材料是否达到室温。 超导条件。

从数据测量方式上,团队依然采用了与上次类似的方法——使用背景减法来消除嘈杂的背景信号。

这是背景扣除前的数据和处理后的实验结果:

图片/美国物理学会年会(APS)现场

这是团队测量材料实现超导性所需的温度和压力的图表。 在 1GPa 下,材料可以在接近 21°C 的温度下实现超导:

图/Dasenbrock-Gammon, N., Snider, E., McBride, R. 等。 N 掺杂氢化镥中近环境超导性的证据。 自然 615, 244–250 (2023)。

但更奇怪的是,从上图来看,随着压力的不断增加室温超导技术为何颠覆物理学,材料达到超导的温度值又变低了……

遗憾的是加拿大28微信群大全!,迪亚斯的这次分享并没有开启现场提问环节。

新材料的测量结果和数据是否真实,还需要学术界的研究人员认真鉴别。

研究人员争议

但正如不少网友提醒的那样,Ranga Dias确实存在争议。

如前所述,2020年PC28有官网吗?怎么找加拿大28群!,Dias宣布了一种由氢-硫-碳三种元素组成的新材料,可以实现室温超导(15℃,267GPa)。

虽然压力条件比这次给出的结果更远离实际应用,但作为“第一个室温超导成果”,这项研究在当时的学术界也引起了轰动,还登上了Nature的封面.

然而,在论文发表后的两年里,围绕这项研究一直存在争议。 其他实验室的反复尝试未能复制结果。

2021年8月25日,一个核心争议被揭开:论文中的磁化率数据有问题。

简单来说加拿大28QQ群哪里找呢?,Dias团队在处理原始数据时采用了一种特殊的方法去除背景噪声,但论文中并未对这种数据处理方式给出合理的解释。

提出h指数的理论物理学家豪尔赫·赫希在核实数据后直接质疑迪亚斯团队使用多项式曲线拟合数据是“捏造”和“科学骗局”。

到2022年底,这种造假嫌疑达到了高潮:Nature直接无视九位论文作者的集体抗议,强行删除了他们的封面文章。

对于这个结果,迪亚斯的团队显然并不服气。 上个月,他们在 arXiv 上发表了一篇新文章,重新测试了所有人质疑的所有数据。

但这一次,超导的温度和压力条件发生了变化:在133Gpa下,氢-硫-碳化合物的临界温度为260K,约为-13℃。

图/arXiv

但在争议中,迪亚斯为他的新材料成立了一家公司,根据现有研究成果开发商用室温超导体。

除了这件事,迪亚斯哥在博士后期间发表的一篇论文也引起了轩然大波。

当时,他所在的哈佛大学团队宣布合成了第一种金属氢,论文发表在《科学》杂志上。 Dias是该论文的第一作者。

离谱的是,论文发表后,研究团队声称金属氢样品因操作失误而损坏或消失。

“还是要等同龄人回来”

对于这一新成就,不同的网友也有着不同的看法。

一群网友已经兴奋起来:如果室温超导真的实现了,意味着包括可控核聚变、量子计算在内的领域都将被新技术颠覆。

图/微博

甚至有网友表示,如果能做到这一点,那绝对是诺贝尔奖级别的研究成果。

图/微博

一些网友已经开始讨论这种新材料商业化的可能性。

图/知乎

但与此同时,不少网友也发现了这里的问题,普遍持谨慎态度。

一方面,有网友发现,这位老人的黑历史很多:

图/微博

另一方面,也有网友表示,对于这种研究,还是等同行的结果重现比较好:这次的结果仍然只是一个家庭的意见,不是同行评议的结果。

图片/reddit

而一位不愿透露姓名的台大凝聚态物理大师量子比特曾表示:

论文地址:

参考链接:

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