北京時(shí)間3月8日，在美國(guó)拉斯維加斯進(jìn)行的美國(guó)物理學(xué)會(huì)的三月會(huì)議上，羅徹斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯宣布，他們團(tuán)隊(duì)在近環(huán)境壓強(qiáng)下實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)。
這一消息幾乎“炸翻”了全世界。
如果室溫超導(dǎo)真的能夠被實(shí)現(xiàn)，這樣的突破可以改變幾乎所有使用電能的技術(shù)，甚至，制造出永動(dòng)機(jī)也不再只是夢(mèng)想。
公眾和媒體對(duì)于這個(gè)突破奔走相告，科學(xué)界卻相當(dāng)謹(jǐn)慎：雖然蘭加在近年來(lái)的研究可以用碩果累累來(lái)形容，但卻屢遭質(zhì)疑，不少科學(xué)家認(rèn)為蘭加的團(tuán)隊(duì)所得到的數(shù)據(jù)過(guò)于完美，其他的團(tuán)隊(duì)無(wú)法復(fù)制，這并不符合物理的規(guī)律。
美大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)布重磅成果
成功合成室溫超導(dǎo)
要弄明白為什么蘭加的研究能夠引爆公眾的興趣，就一定要了解什么是超導(dǎo)。
通常，電流在穿過(guò)電線(xiàn)時(shí)會(huì)遇到阻力，一些能量會(huì)以熱量的形式損失掉。但某些物質(zhì)在一定溫度條件下，其電阻會(huì)降為0。1911年，荷蘭物理學(xué)家H·卡茂林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)，汞在溫度降至-268.8℃附近時(shí)，突然進(jìn)入一種新?tīng)顟B(tài)，其電阻小到實(shí)際上測(cè)不出來(lái)。他把汞的這一新?tīng)顟B(tài)稱(chēng)為超導(dǎo)態(tài)。以后，許多其他金屬也被發(fā)現(xiàn)具有超導(dǎo)電性。
一直以來(lái)，科學(xué)家們都在為能夠?qū)崿F(xiàn)室溫超導(dǎo)而努力。一般可以通過(guò)兩個(gè)路徑，要么需要極低溫度，要么需要極高壓力。目前，較為先進(jìn)的高溫超導(dǎo)材料的臨界溫度為-196℃。如果要在室溫狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，需要的往往是足以把絕大多數(shù)物質(zhì)碾碎的超高壓力。因此，室溫超導(dǎo)至今仍然無(wú)法實(shí)際應(yīng)用。
此次發(fā)布研究成果的美國(guó)羅徹斯特大學(xué)機(jī)械工程和物理學(xué)助理教授蘭加·迪亞斯在近年來(lái)一直從事超導(dǎo)研究，也多次發(fā)布成果，引發(fā)轟動(dòng)。
蘭加此次發(fā)布的超導(dǎo)，是將一塊稀有金屬片“镥箔”壓在兩顆互鎖的鉆石之間，然后將一種含有99%的氫氣和1%的氮?dú)獾臍怏w泵入這個(gè)小腔室，隨后這些材料會(huì)被加壓到每平方英寸1.45萬(wàn)磅的壓力，才能使其獲得超導(dǎo)能力。這一數(shù)值大約是馬里亞納海溝底部壓力的10倍。而隨著加壓，會(huì)得到一種粉紅色的晶體，這個(gè)晶體在20.85℃的“高溫”狀態(tài)下，仍能表現(xiàn)出超導(dǎo)體的關(guān)鍵特性，如零電阻。
超導(dǎo)試驗(yàn)示意圖
盡管這個(gè)壓力超大，但是相比于此團(tuán)隊(duì)在2年前研究出的結(jié)果，只需要當(dāng)時(shí)所需壓力的百分之一。后者與地球內(nèi)部數(shù)千英里深處發(fā)現(xiàn)的壓毀力類(lèi)似。
蘭加的團(tuán)隊(duì)表示，這個(gè)結(jié)果是他們經(jīng)過(guò)了多次試驗(yàn)獲得的。
相似研究曾被撤稿
其他團(tuán)隊(duì)無(wú)法重復(fù)該結(jié)果
為什么要強(qiáng)調(diào)多次試驗(yàn)獲得的？因?yàn)樘m加之前曾經(jīng)發(fā)布了幾次成果，很神奇的是，除了他的團(tuán)隊(duì)，其他研究團(tuán)隊(duì)從來(lái)沒(méi)有成功過(guò)。特別是2年前他的那項(xiàng)研究，出了大問(wèn)題。
2020年，蘭加的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在《自然》雜志上發(fā)表過(guò)一篇類(lèi)似的研究報(bào)告了。報(bào)告宣稱(chēng)，三元?dú)浠铮–-S-H）在267GPa的超高壓下，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變溫度為15℃的超導(dǎo)電性。這個(gè)消息一出來(lái)，就被譽(yù)為“諾獎(jiǎng)級(jí)”。可惜的是，由于其他物理學(xué)家實(shí)在重復(fù)不出這個(gè)結(jié)果，這篇報(bào)告在2022年9月被《自然》雜志撤稿。
2020年，發(fā)布蘭加團(tuán)隊(duì)成果的《自然》雜志。
佛羅里達(dá)大學(xué)物理學(xué)博士詹姆斯·哈姆林也說(shuō)：“我對(duì)那個(gè)小組的成果失去了一些信任?！?/p>
博士論文涉嫌抄襲
頂級(jí)物理學(xué)家稱(chēng)這是“皇帝的新衣”
哈姆林跟蘭加除了在科學(xué)上的分歧之外，可能還包含著一些“私人恩怨”。
蘭加是一位來(lái)自斯里蘭卡的物理學(xué)家，其主頁(yè)上顯示，他本科2006年畢業(yè)于斯里蘭卡的科倫坡大學(xué)，2013年在美國(guó)的華盛頓州立大學(xué)獲得博士學(xué)位。哈姆林卻發(fā)現(xiàn)，蘭加的博士論文中，曾經(jīng)抄襲過(guò)他的數(shù)據(jù)。
羅切斯特大學(xué)官網(wǎng)介紹蘭加的研究。
哈姆林的論文發(fā)表于2007年，他發(fā)現(xiàn)蘭加的博士論文中，幾乎是逐字逐句地使用了他在那篇論文中已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表的初始數(shù)據(jù)，并且沒(méi)有標(biāo)明該組數(shù)據(jù)是引用的。
對(duì)于此事，蘭加的態(tài)度倒是輕飄飄的：“是我的錯(cuò)，我應(yīng)該注明數(shù)據(jù)是引用的?！?/p>
除了哈姆林之外，加州大學(xué)圣地亞哥分校的物理學(xué)家喬治·赫希也是盯著蘭加不放的科學(xué)家之一。他在發(fā)表的質(zhì)疑文章中直接用了“皇帝的新衣”來(lái)形容。赫希因?yàn)椤笆炙骸碧m加，在去年3月被科學(xué)論文預(yù)印本發(fā)表平臺(tái)arXiv禁言長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月。arXiv給出的理由是，他在關(guān)于室溫超導(dǎo)問(wèn)題的爭(zhēng)論文章里使用了大量“非專(zhuān)業(yè)”和“煽動(dòng)性”的語(yǔ)言。
3月8日，得知蘭加的新成果之后，赫希再次“開(kāi)撕”：“如果這個(gè)結(jié)果是正確的，那就證明我過(guò)去35年的研究是錯(cuò)的。那樣我也高興，因?yàn)槲揖湍苤溃ㄎ业难芯糠较蚴清e(cuò)的）。但是，我認(rèn)為我是正確的，而這個(gè)結(jié)果是錯(cuò)的?！?/p>
3月8日，美國(guó)物理學(xué)大會(huì)上，赫希和蘭加面對(duì)面。
另外，2017年，蘭加的團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)宣布，已經(jīng)成功造出了世界上首塊金屬氫。由于手頭沒(méi)有更好的設(shè)備，他們只是拍下了樣品照片，后來(lái)稱(chēng)，這塊金屬氫在實(shí)驗(yàn)之中損耗消失了。針對(duì)這個(gè)金屬氫，不少學(xué)者認(rèn)為，其結(jié)果不可信，根本經(jīng)不起考驗(yàn)。