室温超导再迎突破:1万个大气压下实现21℃超导

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物理学界再次迎来重大事件,这次是因为一个可能颠覆传统认知的现象:室温超导。

罗彻斯特大学的 Ranga Dias 团队日前宣布,他们发现了一种新材料,这种材料在约 21℃的环境下,仅需施加 1 万个标准大气压即可表现出超导性质。这标志着从高压环境到接近常压条件的重要进步。

为了了解这一发现的重要性,我们需要回顾一下超导的概念。超导是指某些材料在特定条件下电阻降为零,并具备完全抗磁性的现象。若能实现室温超导,将极大推动粒子加速器、核聚变反应堆以及量子计算等领域的发展。

在本次发布会现场,位于拉斯维加斯的小型会议室迅速被众多科学家填满,其中包括高温超导领域的先驱人物朱经武教授以及日内瓦大学的知名物理学家 Dirk van der Marel。而会议室外更是聚集了大量未能进入会场的人群,场面一度混乱,直至安保人员介入维持秩序。

值得注意的是,这篇关于新研究的论文已于近期发表于《自然》杂志,并记录了其提交日期为 2022 年 8 月,接受时间为 2023 年 1 月 18 日。

尽管这一进展令人振奋,但也伴随着一定的质疑声浪。毕竟,Dias 团队曾因数据处理不当而遭遇过撤稿风波,且其先前提出的成果尚未得到广泛验证。

新材料的诞生

该团队通过研究镥、氮和氢三者的复合结构,发现当引入适量氮元素后,材料达到超导状态所需的温度显著提升,最终促成了这一突破性发现。

判断超导现象的方法主要依赖于两个关键特性:一是迈斯纳效应,二是零电阻效应。前者表现为材料内部磁场完全排斥在外;后者则体现为材料电阻降至零。

虽然实验中使用的样品尺寸较小,但团队仍采用背景减法技术以减少干扰因素的影响。最终得出的图表显示,在 1 万个大气压下,材料可以在接近 21℃的温度范围内实现超导。

然而,令人困惑的是,随着压力增加,材料实现超导所需的温度反而下降了。这一反常趋势值得后续深入探究。

争议与期待并存

尽管 Dias 团队的努力得到了广泛关注,但他们过往的经历使得部分学者对其结论持保留态度。例如,2020 年的另一项研究声称发现了另一种室温超导材料,但至今未获独立重复实验的支持。

此外,Dias 本人还牵涉到其他学术争议,包括一篇关于金属氢合成的论文因样本丢失而备受批评。

面对这些质疑,Dias 团队并未退缩,而是选择继续探索并改进实验设计。他们最新的工作表明,在更高的压力条件下,氢硫碳化合物依然能够维持超导性能。

无论如何,这一系列努力无疑激发了人们对未来科技前景的无限遐想。无论是推动基础科学研究的进步,还是催生新型产业模式,室温超导都有潜力成为改变世界的关键力量。

正文完
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