北京时间3月8日,在美国拉斯维加斯举行的美国物理学会3月会议上,罗切斯特大学的物理学家兰加迪亚斯宣布,他们的团队在接近环境的压力下实现了室温超导。
这个消息几乎“炸毁”了全世界。
如果室温超导真的能实现,这样的突破可以改变几乎所有使用电能的技术,甚至创造永恒的动机也不仅仅是梦想。
公众和媒体都在为这一突破奔走,但科学界相当谨慎。 近年来兰加的研究可以说成果丰硕,但屡遭质疑,不少科学家认为兰加团队获得的数据太完美,其他团队无法复制不符合物理定律。
美大学团队发布重磅成果
要知道为什么兰加的研究会引起大众的兴趣,就需要知道什么是超导。
通常,电流在通过电线时遇到电阻,一些能量作为热量损失。 但是,也有在一定温度条件下电阻下降到0的物质。 1911年,荷兰物理学家h卡毛林翁内斯发现,汞降至-268.8附近时,突然进入新状态,其电阻小到实际无法测量。 他把水银的这种新状态称为超导状态。 后来发现许多其他金属也具有超导电性。
一直以来,科学家们都在为实现室温超导而努力。 一般可以通过两条路径。 需要极低温或者需要极高压。 目前比较先进的高温超导材料临界温度为-196。 在室温状态下实现超导,往往需要足够的超高压力才能破碎大部分物质。 因此,室温超导至今仍未实用化。
发表此次研究成果的美国罗切斯特大学机械工程与物理学助理教授兰加迪厄斯近年来一直从事超导研究,多次发表成果,备受关注。
兰加此次推出的超导是将一块稀有金属片“镥箔”挤压在两颗联动的金刚石之间,然后让含有99%氢气和1%氮气的气体进入这个小腔,然后将这些材料注入每平方英寸1.45万磅这个数值约是马里亚纳海沟底部压力的10倍。 随着加压,会得到粉红色的结晶。 即使在20.85的“高温”状态下,该晶体也能表现出超导体的重要特性,如零电阻。
超导试验示意图
虽然这种压力很大,但与该团队两年前研究的结果相比,只需要当时所需压力的1%。 后者类似于在地球内部数千英里深处发现的抗压强度。
据兰加的团队称,这个结果是他们经过多次实验得到的。
相似研究曾被撤稿
其他团队无法重复该结果
为什么要强调多次实验得到的东西? 兰加以前发表过几次成果,所以令人惊讶的是,除了他的团队以外,其他研究团队都没有成功过。 特别是两年前他的研究,引起了大问题。
2020年,兰加的团队已经在《自然》杂志上发表了同样的研究报告。 据报道,三元氢化物(C-S-H )在267GPa的超高压下,实现了转变温度为15的超导电性。 这个消息一出,就被称为“诺奖级”。 遗憾的是,由于其他物理学家无法重复这一结果,该报告于2022年9月被《自然》杂志撤回。
2020年,发布兰加团队成果的 《自然》 杂志。
俄罗斯科学院的科学家萨达科夫、索博列夫斯基、普罗达库洛夫对兰加的成果表示严重怀疑。 “我们不认为原文章报道的磁化率数据可以用于断言三元氢化物体系中的超导性。 作者在数据处理中,没有采用普遍接受的科学方法,也没有提供不违背统计学一般原理的磁化率原始数据。 没有实验组可以重复这项工作。 ”他们还把矛头指向了杂志《自然》,杂志认为作者对超导材料文章的发表过于宽容,明显想要追求耸人听闻的效果,从而损害了科学的可信度。
佛罗里达大学的物理学博士詹姆斯哈姆林也说:“我对那个小组的成果失去了一些信任。”
哈姆林和兰加除了科学上的差异外,还可能含有一些“个人恩怨”。
兰加是来自斯里兰卡的物理学家,根据其主页,他本科2006年毕业于斯里兰卡科伦坡大学,2013年在美国华盛顿州立大学获得博士学位。 哈姆林发现,在兰加的博士论文中,有抄过他的数据。
罗切斯特大学官网介绍兰加的研究。
哈姆林的论文发表于2007年,据了解,兰加的博士论文几乎逐字使用了该论文中已经公开的初始数据,并没有明确记载引用了该组数据。
对于这件事,兰加的态度倒很轻浮。 “是我的错。 应该注明数据被引用了。 ”
除了哈姆林,加州大学圣地亚哥分校的物理学家乔治赫希也是凝视兰加的科学家之一。 他在发表的质疑文章中直接表达为“皇帝的新衣服”。 希因“用手撕裂”兰加,于去年3月被科学论文预印本发表平台arXiv禁止了6个月。 arXiv给出的理由是,他在关于室温超导问题的争论文章中使用了很多“非专业”和“煽动性”的词语。
3月8日,在知道兰加的新成果后,赫希再次表示:“如果这个结果是正确的,我将证明我过去35年的研究是错误的。 我也很高兴。 因为我能知道。 但是,我认为是正确的,但这个结果是错误的。 ”
3月8日,美国物理学大会上,赫希和兰加面对面。
另外,2017年,兰加的团队宣布,成功制造了世界上第一个金属氢。 因为手头没有更好的设备,他们只是拍了样片,后来说,这种金属氢在实验中损失消失了。 对于这种金属氢,许多学者认为其结果不可信,经不起考验。
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