央視網(wǎng)消息(記者/楊繹霏 視頻/楊繹霏 杜安琪):7月22日,韓國研究團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv平臺上提交了兩篇論文,聲稱發(fā)現(xiàn)了世界上首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體。
消息一出,瞬間引爆學(xué)術(shù)界,更有網(wǎng)友稱“如果是真的,將直接鎖定當(dāng)年的諾貝爾獎”。
其實(shí),“首個(gè)室溫超導(dǎo)體”的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)不是第一次見諸報(bào)端了。
早在2018年,就有兩位印度科學(xué)家宣稱,在13℃下,一種金銀納米粒子構(gòu)成的混合物顯現(xiàn)出了超導(dǎo)特性。但這項(xiàng)研究在科學(xué)家2019年5月發(fā)布了一篇修正后的論文后就不再有后續(xù)。
今年3月,美國羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)及其團(tuán)隊(duì)在美國物理學(xué)會會議的會場上宣稱發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)。但在僅僅一個(gè)星期之后,多個(gè)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)就發(fā)表聲明,在迪亞斯聲稱的環(huán)境下無法發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。迪亞斯發(fā)表在《自然》和《物理評論快報(bào)》上的文章,也在質(zhì)疑聲中被撤稿。
此次韓國研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)是否可信?室溫超導(dǎo)能怎樣改變?nèi)祟惖纳睿垦胍暰W(wǎng)《新聞+》欄目記者連線南京大學(xué)超導(dǎo)物理和材料研究中心聞海虎主任,在此之前他的團(tuán)隊(duì)就曾推翻過美國的室溫超導(dǎo)研究。他表示,從文章中顯示的電阻測量數(shù)據(jù)、磁化測量數(shù)據(jù)以及視頻中呈現(xiàn)的磁懸浮來看,目前沒有強(qiáng)烈的證據(jù)證明這是常溫常壓超導(dǎo)材料。“想要驗(yàn)證真假還需等待科研團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能判斷,但相信這個(gè)結(jié)果很快就能揭曉。”
《新聞+》記者:目前有韓國研究人員稱發(fā)現(xiàn)常壓室溫超導(dǎo)體,此次研究的相關(guān)內(nèi)容是否可信?
聞海虎:超導(dǎo)的界定有兩個(gè)重要的特性,一個(gè)是在某一個(gè)溫度下要有零電阻,另一個(gè)是要有完全抗磁性,也就是通稱的邁斯納效應(yīng)——一種對磁場排斥的狀態(tài)。
韓國研究人員的文章內(nèi),主要從三個(gè)方面說明這份超導(dǎo)材料。其一是電阻測量,其二是磁化測量,其三還通過視頻顯示磁懸浮。
首先,電阻的測量數(shù)據(jù)在文章里寫得不是非常清楚,他們是通過四探針法進(jìn)行的數(shù)據(jù)測量。我們通常使用的四探針法是接觸式的,能夠使電極比較穩(wěn)定。去年在韓國某雜志上發(fā)表的文章中可以看出,電極是用4個(gè)尖銳的針尖測量的,這種測量方式有時(shí)候會出問題。因?yàn)椴捎玫氖轻樇猓越佑|的各個(gè)方面可能都有問題。并且現(xiàn)在顯示出來的所謂電阻的數(shù)據(jù),看起來沒有一個(gè)數(shù)據(jù)顯示是非常穩(wěn)定的儀器噪聲狀態(tài)的零電阻,這個(gè)電阻數(shù)據(jù)看起來是隨著溫度變來變?nèi)サ模阅壳霸陔娮钄?shù)據(jù)上還是存疑。
其次,在磁化數(shù)據(jù)方面確實(shí)可以看到有所謂的抗磁,但是許多其他材料也有抗磁。韓國研究人員用的是超導(dǎo)量子干涉器件,這個(gè)儀器一般在測量的時(shí)候,如果處于信號大的狀態(tài),測量數(shù)據(jù)一般是沒有錯的;如果處于信號小的狀態(tài),測量數(shù)據(jù)往往會給出假象。超導(dǎo)本身有特定形狀的磁滯回線,但在文章中并沒有這個(gè)數(shù)據(jù)。所以在磁化測量方面,盡管有抗磁,但是抗磁本身是不是超導(dǎo)還不好評判。
第三,磁懸浮是第二類超導(dǎo)體的典型特征。在一個(gè)磁體上面,當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定態(tài)的時(shí)候,超導(dǎo)體和磁體之間是穩(wěn)定的,把它壓近和拿開都是不容易的,都要使用很大力氣。雖然韓國的研究人員在視頻中顯示了磁懸浮,但視頻中顯示的磁懸浮不太像超導(dǎo)的磁懸浮,而是類似某種抗磁性加上重力的平衡以后所達(dá)到的磁懸浮態(tài)。
所以從這三點(diǎn)看,目前沒有強(qiáng)烈的證據(jù)證明這是超導(dǎo)材料。
《新聞+》記者:常壓室溫超導(dǎo)體如果研究成功,會對我們現(xiàn)在的世界產(chǎn)生什么影響?
聞海虎:研究常溫常壓超導(dǎo)是非常重要的一件事情,如果能夠?qū)崿F(xiàn),確實(shí)能夠帶來很多方面的改變。
在醫(yī)療方面,最直接受到影響的是醫(yī)院里面使用的核磁成像裝置,如果有常溫常壓超導(dǎo)材料就不需要用任何低溫制冷的液體,使用價(jià)格會非常便宜。另外在輸電的時(shí)候使用常溫超導(dǎo),所有電能在電路上的損失都可以節(jié)省下來,非常省電。
在大型的高速、高容量的計(jì)算中,散熱是一個(gè)比較棘手的問題,如果室溫超導(dǎo)成功的話,用這種材料做成計(jì)算芯片的連線就不會發(fā)熱,計(jì)算容量也會提高。
如果將超導(dǎo)磁懸浮運(yùn)用在軌道交通上,在真空的管道里運(yùn)行的高速列車,它的速度能夠達(dá)到每小時(shí)1000公里以上。
在國防方面也非常有用,用它做成的濾波器,可以保證通訊信號的品質(zhì)。甚至在日常生活中,每個(gè)人用的手機(jī)都能夠用上超導(dǎo)材料,手機(jī)信號會大大提升;汽車?yán)锩娴陌l(fā)動機(jī)使用超導(dǎo),效率會提高很多,會讓汽車跑得更遠(yuǎn)更快。
所以室溫超導(dǎo)如果研究成功,只要是與我們生活相關(guān),電器、電子、醫(yī)療、國防、軌道交通、新能源、大型的計(jì)算和量子計(jì)算等等方面都會有飛躍性的發(fā)展。這將是一場真正的革命,也是一場深刻的工業(yè)界的革命。