《Nature》发文！高校团队推翻美国一项最新研究成果

据南京大学消息，5月11日，该校物理学院闻海虎教授团队领衔在全球顶级科研期刊《Nature》上发表研究论文，否定了美国罗切斯特大学研究团队提出的镥-氢-氮化合物中的室温超导现象。

超导是凝聚态物质中的电子发生配对和凝聚以后的宏观量子相干现象，具有零电阻和完全抗磁性等奇特性质。基于超导开发的装备和器件可以在电力、能源、医疗、大科学工程、通讯、国防等方面带来颠覆性的应用，因此世界上很多发达国家都把超导列为21世纪的战略高技术进行支持和研究。

2023年3月7日，美国罗切斯特大学的Ranga Dias（兰加·迪亚斯）副教授团队在美国物理学会的三月大会上面报道说在一种掺氮的镥氢化物（nitrogen doped lutetium hydride）中发现近常压下的室温超导，即在约1万大气压下，超导转变温度达到294 开尔文（K），约等于21摄氏度。该结果于3月8日在《Nature》杂志在线发表出来，迅速引起了全球学术界，甚至是产业界的极大关注。该结果如果被证实，将是超导研究历史上革命性的进展，而且可能带来大规模的室温超导应用。
3月9日，兰加·迪亚斯表示，对其团队此次的全新发现充满信心，他认为这将是一项重塑21世纪的革命性技术。不过他同时还指出，“要将我们对室温超导新材料的发现应用到任何规模的现实世界中，还需要几年的艰苦工作。”
南京大学闻海虎教授团队基于长期积累的技术手段和经验，创新性地利用高温高压合成手段，成功制备出来结构与罗切斯特大学报道一致的镥-氢-氮材料，并且利用本组具备的高压下电阻和磁化精密测量技术，证明了该材料即便在40万大气压下，温度低至2K也没有观察到超导现象。该重要结果于2023年5月11日在《Nature》杂志以Regular Article的形式在线发表。

镥-氢-氮材料在压力下的颜色（a）和电阻-温度曲线（b）的演化规律

此项工作是由闻海虎教授团队主导完成，包括样品制备、X-光衍射和分析、X-光能谱和成分分析、常压和高压下的电阻和磁化测量等。拉曼谱的测量系与孙建教授和奚啸翔教授小组合作完成的。工作的共同第一作者是明学和张英杰博士生，通讯作者是祝熙宇副教授、李庆助理研究员和闻海虎教授。
据中国科学报报道，闻海虎说：“我们的数据非常丰富、全面且‘漂亮’，可以用一个‘美’字形容。”
如果迪亚斯团队还想维持其近常压下室温超导的结论，就必须给出令人信服的新证据。“但这似乎很难。”闻海虎说。
“否定一项研究比证明一项研究更难，因为需要从多角度证明你研究出的样品与被质疑对象的样品是一致的。另外要使用精细的测量和大量的数据分析进行论证。”闻海虎说。

镥-氢-氮样品的磁矩随温度和磁场的演变

据闻海虎介绍，《Nature》将其稿件给迪亚斯看过后，后者给出的反馈是，两者样品不完全一致。然而，在实际的凝聚态物理实验中，很难制造出完全一样的样品。
闻海虎说，希望自己团队的工作可以起到去伪存真的作用，这也是科学进步的必要过程，尤其是非常重要的结论更需要其他独立小组的验证。他希望这些工作能够让室温超导研究的气氛热烈起来，推动金属氢超导材料的研究。
“从物理逻辑上分析，室温超导未必不能实现。从这个意义上讲，世界顶尖科学家的同台竞技会快速推进这方面工作。”闻海虎说。

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来源：中国青年报、“南京大学”微信公众号、中国科学报、每日经济新闻