“同台竞技”刷新室温超导研究
栏目:新闻中心 发布时间:2023-06-16
闻海虎,论文,迪亚斯闻海虎   ■本报见习记者 孙滔5月11日,南京大学教授闻海虎团队推翻美国室温超导研究的工作在线发表于《自然》。论文的发表距初稿在预印本网站arXiv的发表不足两个月。与预印本初稿相比,发表的最后版本提供了更多更翔实的数据,论证了镥-氢-氮材料中不存在近常压的室温超导。预印本论文提交的数据是在低于6GPa压力下,这种氮掺杂氢化镥材料不存在常压下的室温超导。《自然》新发表的论文则
闻海虎,论文,迪亚斯

闻海虎  

■本报见习记者 孙滔

5月11日,南京大学教授闻海虎团队推翻美国室温超导研究的工作在线发表于《自然》。论文的发表距初稿在预印本网站arXiv的发表不足两个月。

与预印本初稿相比,发表的最后版本提供了更多更翔实的数据,论证了镥-氢-氮材料中不存在近常压的室温超导。

预印本论文提交的数据是在低于6GPa压力下,这种氮掺杂氢化镥材料不存在常压下的室温超导。《自然》新发表的论文则补充了大量新数据,在高达40.1 GPa压力下和温度低至2K时,这种材料都不存在超导电性,更谈不上常压下的室温超导。

而3月8日,美国罗切斯特大学的朗加·迪亚斯团队发表于《自然》的一项室温超导研究称,其研发的一种镥-氢-氮材料在近1GPa下实现了室温超导。

闻海虎团队此次发表的论文直接否定了这一结论。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。

三项补充

闻海虎团队在3月15日发表预印本论文的同时,联系了《自然》杂志,询问是否可以发表与迪亚斯团队相反结论的研究结果。在得到肯定回答后的当天,闻海虎即向《自然》投稿。

《自然》本来打算将这篇论文作为Matter Arising Argument(冲突的争辩)发表,然而闻海虎团队在回复3名审稿人的审稿意见过程中,又补充了很多高质量的数据,文章内容变得更加丰富。因此《自然》编辑讨论后决定最终以研究论文的形式发表。

“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。

闻海虎告诉《中国科学报》,相比16页的预印本论文,《自然》的论文多了很多数据,这些补充主要体现在三个方面。

其一,有更多样品的测试。他们先后做了30多个样品的实验,且每个实验都进行了重复。新的数据包括更高压下样品颜色的演化,在不同压力下,样品有了从深蓝色到紫红色再到粉红色的渐变;在所有压力和颜色状态下,电阻随着温度降低而降低,但没有出现超导现象。

“同台竞技”刷新室温超导研究

其二,更严谨地证明其实验样品与迪亚斯的实验样品一致。他们做了多套X光衍射实验。审稿人曾提出,X光衍射的晶格常数与迪亚斯的参数稍有差别。闻海虎说,其实这个差别很小,通常在仪器误差范围之内。不过他们还是重新进行了多轮实验,同时还测量了拉曼光谱数据,从而给出分子振动的细节信息,结果证明其样品与迪亚斯的样品几乎一样。

其三,有对比。审稿人提出——会不会是因为实验装置不够灵敏而无法测量出可能存在的超导?于是闻海虎团队选择一个研究多年的铜氧化物超导体(转变温度为112K)进行了同样条件的测量。如果实验的镥-氢-氮材料是超导的,那么其磁测量信号应该一样强。但与真正的超导体相比,镥-氢-氮材料信号要弱至1/100,而且符号是正的,完全不符合超导体的行为。

对比预印本论文,发表于《自然》的论文另外一个显而易见的差别是作者多了5人,这主要因为补充新的数据需要进行新的合作。但正文字数反而少了一些,因为表述更加严谨清晰了。

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。”

同台较量

这样的论文发表也是一次高手对决。

事实上,近两个月来,除了《中国科学报》之前报道过的中科院物理研究所研究员靳常青团队和程金光团队分别于3月9日和3月12日发表的预印本研究外,曲阜师范大学和东南大学的联合研究团队,以及中科院物理研究所研究员孙力玲团队都发表了对于镥氢化物的研究,一定程度上也否定了迪亚斯的结论。

据闻海虎介绍,《自然》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。