当地时间3月8日，《自然》正式发表了美国罗彻斯特大学机械工程和物理学助理教授兰加·迪亚斯领导的团队的新论文。论文中，研究人员描述了一种由氢、氮、镥三种元素组成的三元相，其在大约1万个大气压下可以实现约21℃的室温超导电性。
该团队此前研究可信度存疑的争议事件给这次宣告蒙上了一层阴影，尤其引发争议的是，该团队2020年第一次发表的“室温超导”研究曾于6个月前被《自然》强制撤稿。由此，半年后再次宣称发现“室温超导”材料，该团队的这项新研究或将面临该领域学者们更加严格的验证。即使充满争议，但不少物理学家对此研究给予了极高评价。美国佛罗里达大学物理学家詹姆斯·哈姆林表示，如果这是真的，“这是一个惊天动地、开创性、非常令人兴奋的发现。” ↑罗会仟 此次研究有何特别之处，为何值得我们关注？3月9日，中国科学院物理研究所、超导国家重点实验室研究员罗会仟接受红星新闻专访，围绕“超导”进行了科普，还分析此项研究的突破性进展等。 研究突破点： 实现室温超导，且所需压力变低 罗会仟认为，该团队此次研究的突破性在于，其材料不仅能够在21℃的室温条件下实现——突破了传统超导材料需要极低温的温度条件（接近“绝对零度”——零下273.15℃），而且还突破了压强条件。“他这个文章为什么会受到关注？主要是他的（实验结果）压力变低了。以前（的材料需要）有200多万个大气压。你看现在1万个大气压的时候，它的超导温度已经是最高达到了20℃，确切来说，它是21℃，那么就已经可以认为是室温超导。” 据悉，该材料只需要大约10kbar（即1GPa）压力，约是1万个标准大气压（1个约为101.325kPa）。如果要投入实际应用，这个数字也不小，不过与过去需要“200多万个大气压”相比，已经是突破性进展了。研究者迪亚斯宣称，他们生产了数百个材料样本，压力降低到约1GPa后，他们仍能够观察到数十个样本有超导性。 ↑兰加·迪亚斯 罗会仟指出，由于该团队过去两年受到很多质疑，因此他们在这篇文章内容也做出了改变：增加了数据，以进行回应。“过去两年，他们其实受到质疑非常多，所以他们要这个文章能顺利发表出来，那就必须能够回应，能经得住这些质疑。” 罗会仟告诉红星新闻记者，“这一次跟以前的不一样，该团队给出了一个比热的数据，这个时候这么大的压力下，有个很清楚的比热的跳变，就跟超导现象比较接近了。” 他认为，如果该团队在论文里展现这个数据是正确的，那么质疑可能会减少。“如果这些数据都是正确的话，基本上能说明这个东西是一个超导的现象。” 三问“室温超导”： 1. 什么是“室温超导”？ 罗会仟先解释了“超导现象”，他说：“超导是零电阻，没有损耗，通电不会发热。”通常情况下，电流从物体中穿过会产生消耗。如果物体的电阻越小，这个物体的导电性就越强。所谓超导现象，就是一种特殊“零电阻+完全抗磁性”物理现象。1911年春，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯惊喜地发现在零下269℃的环境中，汞的电阻降为零，他把这种现象称为超导性。 然而，这些材料只能在超低温下失去阻力，这限制了实际应用。几十年来，科学家们一直在寻找在室温下工作的超导体。如果室温超导研究被证实，那么超导材料将可能在生产生活中得到大规模应用。 2.“室温超导”会改变生活吗？ “超导在很多方面有非常重要的用途。在城市电网里面用来输电的话，可以节省很多能源。超导还可以做高场磁体，应用到医院的核磁共振的成像。”罗会仟告诉红星新闻记者，“超导应用的一个例子，就是我们的高温超导磁悬浮。” 据新华每日电讯，世界第一台高温超导高速磁悬浮列车就在四川成都正式亮相，由西南交通大学研发，其工作原理就是在列车底部安装超导体，然后在行进的过程中不断使用液氮将其降温到“高温”（超导临界温度以下，约77K），在电磁铁修建的轨道上运行。 ↑高温超导高速磁浮工程化样车驾驶台 新华社记者 刘坤 摄 如果美国团队这一充满争议的“室温超导”研究被证实，是否能够投入大规模应用，改变人类的生活？对此，罗会仟认为需要谨慎看待其商用未来前景。“大家不要盲目乐观。室温超导都实现了，是不是将来所有的能源方面，我都可以用上？不是的，因为只要它某一个关键参数不好用，我们就可能很难做到规模化的应用。” 罗会仟进一步解释说：“可以很肯定地说，如果是基于今天这个高压技术，它是绝对不可能有大规模应用。它不是单纯一个临界温度的指标就够了的。你光临界温度提高上去，材料其他的性质没有跟上去的话，它也用不了。”他指出，即使降低了压力，约有1万个大气压的1GPa压力对于实际应用仍是一项挑战。 “如果将来我们（假设）把压力撤掉，它这个材料依旧是稳定的，而且是室温超导的，可能这个材料用途就很高了。所有的能够用到电和磁的地方，我们都可以用上超导材料。” 3.“室温超导”能够带来多高的商业利益？ “室温超导”带来的商业利益有多高？罗会仟表示，这一前景目前“没法判断”。“其实还远着，至少从今天来看，它最多是有一些基础研究的价值，只是证明我们有希望，但是希望要多久，其实可能是几年、几十年甚至一百年都有可能。我的判断是，这个技术所谓的颠覆性，不会一下子来得那么快。”他表示，基础科研和应用科研差距很大，此项研究是基础科研，意义在于探索和发现。 罗会仟长期从事高温超导机理的基础科研，目前已发表论文160余篇，他在铁基超导体中的量子临界、自旋共振、电子向列涨落等前沿方面取得了不少进展。基于自己在科研工作中的感受，他告诉红星新闻记者：“如果你整天只盯着这个东西一定要有什么用的话，对做基础科研的科学家来说是非常痛苦的。” 红星新闻记者 闫沫琛 实习记者 邓纾怡 | 
发表于 2023-3-10 10:31:05
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