在人类的科技树上,有两盏重要的明灯还没被点亮,那就是“室温超导”和“可控核聚变”。从今年3月以来,超导领域可谓非常热闹,各种翻转不断上演。主要的节点有三个:1、年3月8日,《自然》杂志刊登了美国罗彻斯特大学RangaDias团队的最新研究成果,声称在“镥氮氢”组成的化合物中找到了近环境条件(21摄氏度,个大气压)下存在超导的证据。图注:美国罗彻斯特大学物理学家RangaDias。2、3月15日,南京大学闻海虎教授团队公布了对这个实验的复验结果:同种材料,相同温度和压强区间内,并没有发现超导迹象。3、6月9日,美国国家科学院院士拉塞尔·海姆利发表论文称,其研究结果支持RangaDias团队研究结论,“镥氮氢”组成的化合物在近常温常压下确实存在超导。一、为何物理学结论也能不断翻转?为何物理学结论也像社会事件一样反转再反转?其实这一点也不奇怪。现代物理研究大多非常复杂,尤其是像超导这种凝聚态物理领域,从实验样品的制备,到实验条件的达成都很难说做到%的完全一致,圈内有个风趣的比喻,做超导实验就像“炒菜”,每次实验的配方火候很难完美控制,因此需要科学共同体不断进行重复实验,需要时间沉淀,最终逐渐达成一致的结论,这也是现代科学研究的基本范式。二、科学家的分歧点在什么地方?美国科学院院士拉塞尔·海姆利声称,他们对比了闻海虎团队和迪亚斯团队的材料制备细节:两者只有压力相同,温度和原材料都不同。闻海虎团队用了比例为2:8的氯化铵(NH4Cl)和氢化钙(CaH2)作为氮源和氢源,在-K下与镥金属反应;迪亚斯团队用的是1:99的氮气/氢气混合物在K下与镥箔发生反应。不过,南京大学闻海虎教授已表示,在实际的凝聚态物理实验中,很难说能够制造出绝对完全一样的样品,虽然材料的制备路径不一样,但他们用X光衍射和拉曼测量证明,两种氮掺杂氢化镥材料的结构几乎一致。三、闻教授直接“打脸”美国院士的研究结论图注:实验室中的闻海虎教授。闻海虎教授对塞尔·海姆利的最新研究也给出了直接回应。他的主要质疑有三点:1、海姆利院士使用的样品纯度根本不够,但实验数据却异常得好,材料的转变温度区间仅0.1K!即便他们南大团队之前用纯度99.99%的铌材料做的超导实验,转变温度区间也只能做到0.2K!2、海姆利测量使用的电极很不对称,布局也不规范,这样很容易出现假象。从实验曲线的数次跳跃来看,也证实了这种猜测。3、海姆利只对样品进行电阻方面的测量,就得出超导结论也是不完整的,还缺乏对样本磁化率的测量。四、科学的态度是:再让子弹多飞一会儿从年荷兰物理学家昂内斯在4.2开(约零下摄氏度)的极低温下发现汞的超导以来,人类在想尽千方百计提升超导的转变温度,毕竟太低的温度太限制超导的应用范围了。年,物理学家首次发现突破液氮沸点(77开)的超导材料“钇钡铜氧“。液氮是非常容易制取的,价格也很便宜,这一下子扩大了超导的应用范围。图注:液氮温区的超导磁悬浮演示实验。但如果想进一步扩大超导的应用范围,最好是能找到近环境条件下(室温、常压)的超导材料。一旦找到这样的材料,会引发一次电气和电子领域的变革,室温下,导线就能失去电阻,能量零损耗,无论是在强电和弱电领域都有极大的应用,人类的科技将获得一次飞跃。但年过去了,室温超导这个梦想一直未能实现。这些年,尽管不断有物理学家声称发现了室温超导,但还没有一个能经得起时间考验的。在未来,像这种翻转、翻转、再翻转的事情还会不断上演,目前我们秉承的态度应该还是那句话“让子弹再多飞一会儿”。