每經記者｜蔡鼎    每經編輯｜蘭素(su)英(ying)    

據美國雙周刊科學雜志ScienceNews，美國羅切斯特大學的物理學家Ranga Dias及其團隊日前在美國物理學會會議上宣布，他們已經創造出一種可在實際條件（practical conditions）下工作的超導體。

不過，由于該團隊于在2020年10月發表的一篇類似論文受到質疑，最終導致《自然》雜志撤稿，這表明該團隊的最新研究成果將面臨更為嚴格的審查。

21攝氏度條件下，新材料實現超導

許多材料都可以成為超導(dao)(dao)體(ti)，只要它(ta)(ta)們(men)(men)被冷卻(que)到(dao)非常低的溫(wen)度(du)，就(jiu)能夠在(zai)(zai)沒有電(dian)阻的情況下傳輸(shu)電(dian)力。雖然有些超導(dao)(dao)體(ti)可在(zai)(zai)較高的條件(jian)下工作(zuo)，但它(ta)(ta)們(men)(men)必須(xu)承受極大的壓力，這意味著(zhu)它(ta)(ta)們(men)(men)無法在(zai)(zai)實際中應用。

ScienceNews報道截圖

美國羅切斯(si)特大學的一個研究(jiu)團隊(dui)表示(shi)，他們已經創造出了一(yi)種在室溫（room temperature）和(he)相對較低壓力(li)條件下(xia)工作的超導體。超導體在常規(gui)條件下(xia)工作，可能(neng)預示(shi)著(zhu)一(yi)個(ge)高效率機器、超靈敏儀器和(he)革命性(xing)電(dian)子產品的新時代即將到(dao)來。

羅切(qie)斯特大學的(de)物(wu)理學家(jia)Ranga Dias在(zai)3月(yue)7日的(de)美國物(wu)理學會會議上(shang)表示(shi)：“這預示(shi)著，對實(shi)際應用有用的(de)新型材(cai)料已(yi)經出現。”

這種超導體是由氫、氮和镥組成的材料。Dias和他(ta)的(de)同(tong)事們(men)(men)將這(zhe)些元素混(hun)合(he)在(zai)被稱為金剛石壓(ya)砧（diamond anvil cell）的(de)裝置中(zhong)。然后，他(ta)們(men)(men)改變了壓(ya)力(li)(li)，并測(ce)量(liang)了化合(he)物中(zhong)的(de)電流阻力(li)(li)。

令人驚訝的是，在約21攝氏度的溫度條件下，這種材料似乎失去了任何對電流的阻力。不過，實現超導仍然需要10千巴的壓力，這大約是大氣層壓力的1萬倍。但這遠遠低于室溫超導體通常所需的數百萬個大氣壓。如果這(zhe)(zhe)項研(yan)究結果得到(dao)證實，這(zhe)(zhe)將使這(zhe)(zhe)種(zhong)材料更有希望應用(yong)于現實世界(jie)。

該團隊類似論文曾遭《自然》撤稿

不過，該研(yan)究(jiu)團隊的這項研(yan)究(jiu)可能會(hui)面受到嚴格(ge)審(shen)查。

2020年10月(yue)15日，該團隊曾(ceng)在(zai)《自然(ran)(ran)》雜(za)志刊文，稱他們在(zai)260萬個(ge)大氣壓(ya)下，成功創(chuang)造(zao)出了臨界溫(wen)度約為15℃的(de)室溫(wen)超(chao)導(dao)材料，這也(ye)是人類(lei)首次實現(xian)室溫(wen)超(chao)導(dao)。該文章還成為當月(yue)《自然(ran)(ran)》封面文章，引起軒然(ran)(ran)大波，因為通常來說，超(chao)導(dao)現(xian)象(xiang)離(li)不(bu)開極(ji)低的(de)溫(wen)度。

羅切斯特大學的(de)(de)物理學家Ranga Dias與Salamat等合著(zhu)者一起，將一種碳氫(qing)硫混合物放入他(ta)們在兩個金剛(gang)石尖之(zhi)間切好的(de)(de)微腔中(zhong)，用激(ji)光激(ji)發(fa)樣(yang)品發(fa)生化學反應，并(bing)觀(guan)察到一個晶體(ti)形(xing)成(cheng)。隨著(zhu)他(ta)們不斷將實驗溫度降低，穿過(guo)材料的(de)(de)電流電阻降到了零，顯示該樣(yang)品已經具有超(chao)導性。隨后，他(ta)們開始(shi)增加(jia)壓強(qiang)，發(fa)現這種轉變會在越來越高(gao)的(de)(de)溫度下出現。

然而，后來《自然》雜志的編輯不顧Dias及其合著者的反對，最終撤回了這篇論文，理由是研究人員在數據處理方面存在違規行為，這削弱了編輯們對這些研究結果的信心。

Dias所在團隊的論文于2022年(nian)9月(yue)26日被(bei)《自然》撤稿（圖片來源：《自然》雜(za)志）

超導體是一種比常規導體更為優越的無損耗導電材料。現有的超導材料大都需要在極低溫下才能工作，這大大限制了它們的大規模應用。因此，找到一種室溫超導材料，是全世界物理學家長久以來的夢想。

《每日經(jing)濟(ji)新聞》記者注意到，距(ju)離人類(lei)首次(ci)發現(xian)超(chao)導現(xian)象已經(jing)有100多(duo)年了(le)。早在1911年，荷蘭(lan)物(wu)理學(xue)家Heike Kamerlingh Onnes就已經(jing)發現(xian)，當溫度(du)降(jiang)低至4.2K（約-268.95℃）時，浸泡(pao)在液(ye)氨里的金(jin)屬汞(gong)的電阻會消失。

但(dan)直到(dao)1957年，才(cai)有(you)了第一個真(zhen)正能(neng)描述超導現象(xiang)的理論(lun)——BCS理論(lun)。該理論(lun)由美(mei)國科學家John Bardeen、Leon Cooper和John Schrieffer基于“波粒(li)二象(xiang)性”建立。他們認為，金屬外(wai)層自(zi)由電(dian)子在有(you)電(dian)壓時，會(hui)流(liu)經晶格點陣形成電(dian)流(liu)，但(dan)通常情(qing)況下，這種晶格點陣有(you)缺陷，會(hui)因熱振動(dong)使電(dian)流(liu)產生阻(zu)礙(ai)。

2015年，德(de)國馬克斯(si)·普(pu)朗(lang)克化(hua)學(xue)(xue)研究(jiu)所實驗物理(li)(li)學(xue)(xue)家Mikhail Eremets及同事報告了(le)第(di)一個超導氫(qing)化(hua)物——氫(qing)和(he)硫的混合物。一些理(li)(li)論物理(li)(li)學(xue)(xue)家認為，在(zai)混合物中添加第(di)三種(zhong)元(yuan)素會帶來一個新的變量(liang)，能夠接近環境壓力或(huo)室溫。

封面圖片來源：每經記者 葉曉丹 攝