南京大学团队推翻美国室温超导研究 物理学已经不存在了?知识具体如下

阿菜 热点要闻 2023-03-21 16:23:24

让全球炸锅的室温超导,被中国团队彻底打脸了“这个结论肯定是推翻了,毋庸置疑的”南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎一点没留情面,他和团队在预印本网站arXiv提交了一篇包括9名作者、长达16页的研究论文后,直接推翻了美国科学家“室温超导”的说法。

论文结果显示:从环境压力到6.3GPa,温度低至10K(约-263摄氏度),镥氮氢材料LuH2±xNy中不存在超导性这是南京大学的闻海虎团队在重复试验后得出的结论01 复刻试验过程不可行美国罗彻斯特大学Ranga Dias团队原试验过程。

他们在超导技术中使用了一种新的元素组合,由氢、氮和镥制成的材料,而且新引入了一种之前的超导材料中都没见过的元素—镥(LU Lutetium),Dias表示他们使用了一种名字叫镥箔的稀有金属他们将这个新的组合取名为。

三元镥氮氢体系,迪亚斯表示,它能在室温和不太高的压力环境条件下表现出超导性在试验过程中,Dias团队将镥箔这种金属片,挤压在两个钻石之间,然后把含有99%的氢气和1%的氮气通过气泵打入他们这个称为“金刚石压砧(diamond anvil cell)”的装置中,最后测量化合物的变化。

通过施加不同倍率的大气压,观察镥氮氢化合物的变化。Dias团队测试了从3000 到 30000 倍的大气压后发现,一开始镥箔变蓝,混合物转变为粉红色,最后变为深红色直至失去金属特性。

来源:Nature最终Dias发现,镥氮氢化合物在 1GPa 的压力下,磁测量结果表明,这些样品可以排斥外部施加的磁场,而这一现象正是超导体的标志(迈斯纳效应),此时的温度仅在294K(开尔文),约合室温下的21℃。

Dias被质疑的点主要在于,他结论的得出,有人认为是基于从原始信号中减去对背景的处理,否则便没有零电阻状态和对超导体所预期的完美抗磁性而超导现象具有明确的定义,不能以“减背景方式”处理数据另外,从颜色变化上,让人感觉有一些“不合常规”,因为在此前的高临界温度的超导体都是清一色的黑色,甚至可以是黑得发亮。

更不用提Dias的镥氮氢材料会成为一个电声子耦合超导,基于电声子耦合理论计算得出,这个材料的超导转变温度应该在十几K好在Dias公布的实验条件根本不苛刻,其他实验室对于Dias成果进行同条件重复实验不是什么困难的事情。

南京大学的闻海虎教授和他的团队就Dias论文中提供的信息,复刻了Ranga Dias的材料配方和实验路径南京大学试验过程3月7日,Dias在美国物理学会的会议上发表了研究论文后,闻海虎团队就根据Dias的说法就进行了初步的试验。

尴尬的是,试验刚开始就出现了问题,闻海虎团队在试验过程发现,Dias制备样品的方案几乎不可行闻海虎认为,在65摄氏度的条件下能产生金属和氮气、氢气的反应,这个化学反应本身就是不可思议的,所以用两个小金刚石对微腔中的镥、氮气和氢气在65摄氏度下加压到1万个大气压这个方案并不合理。

于是他们结合自己的条件,采用了高温高压炉来煅烧进行合成并成功得到了镥氮氢材料,颜色是深蓝色。X射线衍射仪技术检查显示,该材料结构与Dias的样品几乎一致,且能量色散X射线光谱仪分析也发现了氮元素。

获得了氮掺杂氢化镥(LuH2±xNy)材料后,将其置于1GPa~6GPa的压强环境下,通过将压力从1 GPa增加到6 GPa,金属行为逐渐优化,但在10 K以下并没有显示超导性。

来源:arxiv虽然确实在300 K左右的温度条件下看到了一些电阻数据的变化,但闻海虎团队认为应该是材料结构引起的变化,可以认定为是一种相变,但绝不是超导相变磁化温度依赖性显示在100至320 K之间大致为。

平坦特征,并且磁化在100 K时随着磁场增加而增加,这些都不符合在100 K时的超导性质。

来源:arxiv来源:arxiv来源:Nature