近日，据南京大学官网消息，该校物理学院闻海虎教授团队领衔在全球顶级科研期刊《Nature》(《自然》)上发表了题为“Absence of near-ambient superconductivity in LuH2±xNy(LuH2±xNy在近常压下无超导电性)”的研究论文，否定了美国罗切斯特大学研究团队提出的镥-氢-氮化合物中的室温超导现象。
这件事还要从今年三月的美国物理学会会议说起，当地时间3月7日，纽约罗彻斯特大学的Ranga Dias及其团队在拉斯维加斯举行的美国物理学会会议上宣布：在室温超导领域取得重大突破。在其主题为《常温近常压条件下氢化物超导特性》的报告中，Dias团队通过使用由氢、氮和镥制成的新材料，在1GPa(一万倍大气压)压强条件和294K(21摄氏度)的常温条件下观察到该材料的超导特性。该结果于3月8日在Nature杂志在线发表出来，在全球范围内引起了轩然大波，不论是学术界还是工业界都引发了广泛的讨论和关注，如果这一成果证实，会将整个人类超导的研究水平向前推进一大步。
Ranga Dias在美国物理学会会议报告视频链接如下：
https://www.youtube.com/watch?v=XhhvOMuLF94
当然引发讨论的原因不只因为这一成果，还在于报告人的学术声誉并不太好，此前Ranga Dias就出现过两次重大的问题，其博士研究时宣传的金属氢重大突破，最终出现了样品丢失，2020年他还宣布过15摄氏度室温下的超导，但是实验结果受到质疑，论文最终被撤稿。不过当时面对质疑Ranga Dias在专访回复中信誓旦旦的表示，对此次的全新发现充满信心，他认为这将是一项重塑21世纪的革命性技术，已经多次重复试验，有信心过审。
但事情很快就迎来了反转，对于一个科研成果来说最好也是最方便的验证方法就是对实验结果进行复现，一项优秀的科研成果应该做到让任何人都可以按照实验步骤复现出相同的结果，甚至快速的引向工业界实现量产。但Dias的结果却被多家研究机构复现失败，其中不仅有南大闻海虎教授的团队，中科院物理所的两个团队也报道了不含氮的镥氢化物不存在近常压的室温超导现象。
当刚刚知晓罗切斯特大学的结果后，南京大学闻海虎教授团队发现原文中提供的样品制备温度过低，因此他们基于本组具备的高温高压合成技术和长期摸索的在高压下的氢化技术，迅速确定了自己的合成方案，并很快制备出来这种镥-氢-氮材料。经过X-光衍射检测，发现几乎所有衍射峰均与罗切斯特大学的结果符合很好，通过对X-光衍射谱的拟合发现该材料满足一种面心立方结构(空间群Fm3m)。X-光电子能谱分析发现样品中有氮的存在，但是分布是不均匀的，其平均的原子占比在1.2%左右，这些与罗切斯特大学的结果也是基本一致的。此外，在样品中测量到的拉曼谱也显示出四个主峰，并且其位置也都与罗切斯特大学的结果几乎一致。因此，多种手段测量说明南京大学团队合成的这种镥-氢-氮化合物与罗切斯特大学样品的结构是一致的。
镥-氢-氮材料在压力下的颜色和电阻-温度曲线的演化规律。
该团队进行了30多个样品的实验，通过施加从2.1到41GPa的压力，观察到了颜色从深蓝色到紫色再到粉红色逐渐变化。通过测量压力从0.4到40.1GPa的电阻，看到了逐渐改善的金属行为，而没有表现出低于2K的超导性。同时闻海虎团队选择了一个自己团队工作多年的铜氧化物超导体(转变温度为112K)进行了同样条件的测量：如果实验的镥-氢-氮材料是超导的，那么其磁测量信号应该是一样强的。但是，与真正的超导体相比，镥-氢-氮材料信号要弱约100倍，而且符号是正的，完全不符合超导体的行为。
镥-氢-氮样品的磁矩随温度和磁场的演变。
可以说闻海虎教授团队的结果已经从各个方面否定了Dias团队所提出的室温超导，除非Dias团队可以拿出其他能令人信服的新证据，但这似乎是十分困难的。与3月15日上传在预印本网站arXiv的初稿相比，这篇发表在《Nature》的论文数据更加详实完善，预印本提交的数据是在低于6 GPa的压力下，这种氮掺杂氢化镥材料不存在近环境超导性，即常压下的室温超导，而《Nature》新发表的论文中补充了大量的新数据，在高达40.1 GPa的压力下和低至2K，这种材料都不存在超导电性，就更不用说是常压室温了。
据闻海虎介绍，《Nature》杂志将其稿件也给Dias看过后，后者给出的反馈是，两者样品不完全一致。然而，在实际的凝聚态物理实验中，很难制造出完全一样的样品。事实上，《Nature》杂志本来打算将这篇论文作为Matter Arising Argument(冲突的争辩)来发表，然而闻海虎团队在回复3个审稿人的审稿意见过程中，又补充了很多高质量的数据，文章内容变得更加丰富严谨，因此《自然》编辑讨论后决定最终以研究论文的形式发表。
闻海虎 图片来源：南京大学
闻海虎说：“否定一项研究比证明一项研究更难，因为需要从多角度证明你所研究的样品与被质疑的对象样品是几乎一致的。另外要使用精细的测量、大量的数据和分析来进行论证。” 他表示，希望自己团队的工作可以起到去伪存真的作用，这也是科学进步的必要过程，尤其是非常重要的结论更需要其他独立小组的验证。他希望这些工作能够让室温超导研究的气氛热烈起来，推动金属氢超导材料的研究。同时他认为，从物理逻辑上，室温超导不一定不能实现。从这个意义上讲，世界上顶尖科学家的同台竞技会促进这方面工作的快速推进。
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