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物理学家迪亚斯宣布实现室温超导,科学界炸锅

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发表于 2024-9-18 11:20:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
物理学家迪亚斯

封面新闻记者 张政

电压力锅的压力是1.8个大气压,把钢铁压成泥需要100个大气压,那10000个大气压又怎么样呢?

这两天物理学界一片哗然。

被《自然》撤稿论文的罗切斯特大学助理教授朗加·迪亚斯(Ranga Dias)在3月8日的美国物理学会会议上宣布,自己在1万个大气压(1GPa)下实现了室温超导。在此之前,室温超导一直是物理学家们的终极目标。

室温超导如果成为现实,能实现哪些技术?根据超导磁悬浮原理,可以乘坐极速磁悬浮列车,1小时行驶1000公里,2小时从成都跑到北京。核磁共振设备马上更新。



科学家们怒不可遏!有的激动,有的批判,有的默默旁观,还有的迫切想要验证迪亚斯的结论。“实验结果表明,超高能粒子的比热容大,而且数据比之前更好。”3月8日,电子科技大学物理学院教授、凝聚态物理研究所所长乔良对封面新闻表示。近日,乔良及其团队在超高能粒子研究方面取得重大突破,研究成果在国际学术期刊《自然》上在线发表。

在10,000个大气压下实现的新型室温超导材料

3月8日,在美国物理学会上,迪亚斯透露了一个重磅新闻:他的团队通过高压发现了一种新的室温超导材料,这种材料是由镥-氮-氢组成的,而它最炸裂的点在于,超导现象不仅在室温21℃下就能实现,而且压力也从几百GPa降低到了1GPa,1GPa是什么概念?相当于标准大气压的1万倍。

“要知道,过去5年科学家研究的超导材料,都是在以上的条件下进行的,这个压力相当于地球核心的压力,这是非常巨大的。迪亚斯团队直接压缩了数据,如果这次实验能够验证,那么沿着这个路径,超导性会从1万个大气压降低到100个大气压,再到10个大气压,最后到室温、常压。”对于迪亚斯的发现,乔梁表示,“我相信从昨天开始,就有人开始验证迪亚斯的结论了。”

“如果我们能够实现室温超导,那将是一件了不起的事情”

“温度和压力是超导的两个制约因素,我们最终希望实现的是室温、常压超导。”乔良解释道。



从实用角度来说,首先要满足常压环境的要求,进一步希望超导材料的超导临界温度尽可能高。然而传统金属或合金的超导转变温度往往很低(零下250度),这限制了它们的应用范围。所谓“高温超导”,就是指该类材料的超导临界温度比传统金属超导材料要高。不过,常压高温超导材料的最高超导临界温度为零下170度,这还是相当低的。

此外,压力还能改变材料的电子结构和微观机制,从而诱发超导转变。近年来发展的氢化物高压超导体临界温度已迅速飙升至零下几十度的温度范围,远超高温超导体的临界温度。但氢化物超导材料往往需要高达数百GPa的超高压约束,即便是Dias团队目前实现的1GPa,在目前的工程应用领域也十分有限。这两个制约因素目前难以突破。

“这一切都取决于谁能先复制这个样本。”

世界上所有的输电线路都是由铜、铝等金属材料制成的,这些材料都具有一定的电阻,导致电能传输过程中损耗高达30%。如果采用室温超导材料,电能就会在传输过程中损耗。目前已知超导磁浮列车最高时速为350公里,如果实现室温常压超导,按照超导磁浮的原理,在没有任何摩擦的情况下,列车的时速可以达到1000公里,而从成都到北京只需要2个小时。如果实现室温常压超导,昂贵的医用核磁共振设备、超导量子计算、超导核聚变装置……都将打破各种限制。想想就让人兴奋。

“他论文中发表的实验数据看起来不错,但这些数据是否可靠、数据处理方法是否合理、能否得到业内人士的普遍认可,可能还需要时间来检验。”由于《自然》杂志曾有过撤稿黑历史,一些科学家对他这次的研究成果表示怀疑。

“即便有人按照他的方法制备出样品,也未必容易。这种材料体系的合成需要高压环境,需要比较特殊的实验装置。其性能的检测还需要高压原位表征的方法,有一定的难度,我相信有条件做的人肯定会做,就看谁能先复制出样品了。”乔梁对迪亚斯找到的证明也表现出了极大的关注。
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