南京大學團隊推翻美國室溫超導研究實驗顯示完全不可行
之前,美國物理學會的會議上,美國羅切斯特大學的物理學家Ranga Dias宣布取得了常溫超導的重大突破,能在21度左右的室溫下實現超導,這個研究被指顛覆了物理學定律。據報導,這個團隊找到了一種新的材料,名為三元镥氮氫體系(ternary lutetium-nitrogen hydrogen system),實現了常溫超導。
基於這種材料,在1GPa壓強下,超導轉變的最高溫度只要29 4K,也就是室溫21度左右,已經達到了人類生活的常溫水平。
“這個結論肯定是推翻了,毋庸置疑的。”南京大學超導物理和材料研究中心主任聞海虎對《中國科學報》說出這句話的時候,語氣足夠堅決。
聞海虎團隊在預印本網站arXiv提交了一篇包括9名作者、長達16頁的研究論文,直截了當否定了Dias的研究結論。論文結論稱:“我們的實驗清楚地表明,從環境壓力到6.3GPa,溫度低至10K(約-263攝氏度),镥氮氫材料LuH2±xNy中不存在超導性。”
聞海虎發現,Dias給的製備樣品方案幾乎不可行,於是他們結合自己的條件,完全以新的方式進行合成並得到了镥氮氫材料。X射線衍射儀技術檢查顯示,該材料結構與Dias的樣品幾乎一致,且能量色散X射線光譜儀分析也發現了氮元素。
聞海虎團隊隨即在6萬個大氣壓以下的不同壓力中,對該材料電阻進行了測量,發現低至10K都沒有超導發生。同時,他們也進行了仔細的磁化測量,發現沒有超導所需的抗磁信號。聞海虎說,這些發現足以否定Dias的常溫低壓下的超導結論。
為什麼Dias的製備樣品方案不可行呢?Dias的方案是,用兩個小金剛石對微腔中的镥、氮氣和氫氣在65攝氏度下加壓到1萬個大氣壓。聞海虎分析說,Dias的材料製備方法存在明顯的不合理性,65攝氏度太低,這個溫度下能產生金屬和氮氣、氫氣的反應是不可思議的。
聞海虎說,Dias可能給了一個錯誤的條件,或許是溫度少了一個“0”,“除非用激光加熱,否則很難做出來”,然而Dias並沒有提到激光。聞海虎團隊採用了高溫高壓爐來燒,很快就得到了镥氮氫材料。
聞海虎考慮得更嚴謹。他說,這個材料在幾十萬個大氣壓下是否會出現高溫超導還不能下結論,“我們也正在做”。