3月8日，賭城美國拉斯維加斯，一場專業的學術報告，瞬間讓物理學界沸騰了。

接下來，廣大股民和投資人或許要紛紛熬夜，學習一個他們完全陌生的領域——室溫超導。

這場報告來自美國羅切斯特大學的朗加·迪亞斯（Ranga Dias）團隊。他們宣布：新材料在約21℃的室溫條件下，加壓到1萬個標準大氣壓就會出現超導現象。

如果是真的，這將意味著，科學家追尋80多年的室溫超導被發現了。

當天在拉斯維加斯，開的是一年一度的國際物理學盛會——美國三月會議。宣布這一最新成果的報告廳外，擠滿了各路物理學“大牛”，由于現場過于火爆，保安不得不一直“驅趕”人群，據稱好幾個“大牛”甚至未能擠入會場。

小小報告廳里更是人滿為患。雖然無緣現場見證熱鬧情形，但《中國科學報》獨家專訪了受《自然》邀請、對迪亞斯最新研究撰寫評論文章的我國學者。

爭議纏身的朗加·迪亞斯

3月8日凌晨，迪亞斯的這一最新成果在《自然》雜志發表。事實上，這不是迪亞斯第一次在《自然》上發表室溫超導研究了。

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物理學家朗加·迪亞斯說，他發現了一種在室溫和相對低壓下的超導材料。

（圖片來源：羅切斯特大學）

而關于他的爭議，也一直沒有消停過。

2017年，迪亞斯宣布發現了金屬氫，但因為后來在實驗中操作失誤，氫泄漏導致金剛石爆炸，無法再做實驗，也就再無后續。

2020年，迪亞斯宣布一種由氫-硫-碳3種元素組成的新材料可以實現室溫超導（15℃，267GPa）。盡管壓力條件相較此次給出的結果距離實際應用更遠，但作為“首個室溫超導成果”，這項研究轟動了學界，還登上了《自然》封面。

他們將一種碳氫硫混合物放入兩個金剛石尖間切好的微腔中，用激光激發樣品發生化學反應，并觀察到一個化合物形成。隨著他們不斷將實驗溫度降低，穿過材料的電流電阻降到了零，顯示該樣品已經具有超導性。隨后，他們開始增加壓強，發現這種轉變會在越來越高的溫度下出現。

不過，《自然》雜志后來還是不顧論文作者的反對，單方面撤回了這篇論文，理由是研究人員在數據處理方面存在違規行為，這削弱了編輯對這些研究結果的信心。

因為這些“前車之鑒”，科學家對這次轟動性的最新結果表示“尚存疑慮”。

仍需要重復實驗才能確認

3月9日，受《自然》邀請，中國科學院物理研究所研究員靳常青和美國伊利諾伊大學香檳分校的戴維·塞珀利配發了評論文章《對室溫超導性抱有希望，但仍存在疑慮》。

他們的文章指出，與之前的富氫超導化合物相比，論文樣品的氫含量相對較少。如果氮摻雜確實是超導狀態的部分原因，那么它在實現如此高的轉變溫度方面的作用還有待確定。

靳常青對《中國科學報》表示：“迪亞斯的論文看起來實驗數據很全面，但能不能經得起推敲仍然存疑。第三方能否獨立重復他們的實驗至關重要。此外，已有理論能否對他們宣稱的發現給予合理解釋，也需要進一步研究。”

新發現的究竟是一種怎樣的材料？

迪亞斯介紹，這種由镥-氮-氫 （Lu-N-H）構成的材料，能在21℃（294K）的溫度下、1GPa的壓力下實現超導。

這一材料之所以受人關注，是因為實現條件“令人振奮”。畢竟，合成金剛石都需要幾個GPa壓強和1000多攝氏度的高溫。

當然，1GPa也不可小覷，它約是大氣壓強的1萬倍。盡管條件已經遠低于先前室溫超導所需的數百萬個大氣壓，但迪亞斯在論文中也提到，成功率只有30%。

靳常青認為，能夠驗證超導的幾個主要特征，包括零電阻、抗磁性、比熱跳變、IV曲線變化等，迪亞斯的論文都涵蓋了。“所以從實驗數據看，找不出太大的毛病，這也許是《自然》接收論文的一個原因。”

按照迪亞斯的論文，整個實驗分為兩步：第一步先合成出初樣，第二步是加壓測試樣品的性質。不過在合成樣品階段，很多關鍵細節并不清晰。

在靳常青看來，主要有幾個細節存疑。

第一，合成樣品結構不清楚。1GPa的壓力比較低，所以樣品量可以做得比較多，應該可以精確表征結構，但是不知道為何迪亞斯沒有做。

第二，氫的含量太低。按照迪亞斯的“镥-氮-氫”模型，氫的含量低，镥：氫摩爾比不到3。而在之前發現的富氫超導體里，氫的摩爾占比為6～10甚至更高。

第三，如果迪亞斯的工作是對的，按照他們提供的基本結構模型，氫原子之間的距離很遠，難以實現直接相互作用，這對理論研究提出了一個問題。

值得關注的是，此次迪亞斯合成的镥-氮-氫 材料與以往不同。超導科普作家、中國科學院物理研究所研究員羅會仟告訴《中國科學報》，大多數情況下，臨界溫度比較高的超導體材料都呈現黑色，而迪亞斯所展示的圖片是藍色，材料加壓后變成了粉色，然后變成了紅色。但為何不一樣，迪亞斯尚無法回答。在高壓下，材料能夠出現的結構種類很多，最終還要靠實驗檢驗。

前景誘人但不宜盲目樂觀

室溫超導在磁懸浮、城市電網、核磁共振等方面有著廣闊的應用前景，找到室溫超導材料，是全世界物理學家長久以來的夢想。

但直到1957年，才有了第一個真正能描述超導現象的微觀理論——BCS理論。該理論由美國科學家基于“電子-聲子相互作用”建立。

如何判斷超導？一個是零電阻效應，當溫度下降到某一特定值時，材料的電阻突然下降為零，這個特性可以承載大電流而不發熱。

另一個是完全抗磁性，又稱邁斯納效應，即磁場不能穿越超導體內部，這種特性的最大用途是磁懸浮。

事實上，在迪亞斯的研究發現之前，硫化氫、氫化鑭等氫化合物已被發現是室溫超導體，但無一例外，它們均需要極高壓強以及復雜的制備過程，加之金剛石成本高、實驗中稍有不慎即破碎，應用情況始終不盡如人意。

商用方面，迪亞斯等人創建了一家名為“非凡材料”的公司，以盡快將室溫超導材料商業化。

“無論機制如何，常溫常壓條件下的超導材料的前景都是誘人的。例如，超導材料可以制造出強大的磁體，用于磁共振成像（MRI）。MRI技術自半個世紀前首次出現以來，對醫學診斷產生了深遠影響。這種材料也可以用于磁懸浮，研發出高速穩定的超導磁懸浮列車。因此，新的氫化合物有望使這些技術更接近現實。”靳常青和塞珀利共同表示。

“建議大家不要盲目樂觀。”羅會仟告訴《中國科學報》，目前，雖然金屬氫化物超導材料的臨界溫度提高了，但還需要高壓合成測量等技術，產量低且成本高，很難實現大規模應用。只有未來實現了室溫超導的工業化量產，才能處處見到超導體。

相關論文信息：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00599-9