全球快讯:室温超导将颠覆物理学?中科院罗会仟:离实验结果确认和实际应用都还有距离

来源:东方资讯

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作者 | 尹莉娜

美国物理学会的三月会议上,出现了一个爆炸性的大新闻。来自罗彻斯特大学的Ranga Dias宣布,他们团队在近环境压强下实现了室温超导。


(资料图片)

消息一出,演讲所在地聚焦了大量人群,大量物理界大佬被拦在门外,保安怒吼驱散人群。

超导,指导体在某一温度下,电阻为零的状态,也是自然界中最深奥的现象之一,被誉为物理学的圣杯。超导现象在磁悬浮列车、核聚变等一系列关键领域有重要应用。

自从翁纳斯(Kamerlingh Onnes)在一个多世纪前首次在4.2开尔文的汞元素中观察到超导电性以来,近环境压强超导成为科学界最追求的目标之一。

回到此次Dias的实验成果中,其研究显示,在三元氢化物(N-Lu-H)中实现了在1GPa(或1000 MPa),21°C的超导电性。

所谓“三元”是说有三种元素,氢化物是氢和别的元素形成的化合物。N(氮)和H(氢)都是我们熟悉的元素,Lu(Lutetium,镥)稍陌生,它是稀土元素中最硬和最致密的金属。

本次实验最前沿之处在于,超导性可以在1GPa的环境下实现,这几乎是工业上切割金刚石的压强。据了解,在中科院的实验室内,已经可以实现300GPa的压强。

中国科学院物理研究所研究员罗会仟介绍称,确认超导有三项指标:

1、 电阻绝对趋于零。2、完全抗磁性(迈斯纳效应)。3、热力学相变,比热不连续跳变。

但是,在高压情况下,这三种情况都很难测量。罗会仟表示,从测量结果上,Dias的实验中,电阻为零的曲线非常漂亮,比热也十分清晰,但在抗磁性上的表现一般,受到质疑。

实际上,早在2020年,Dias小组已经在Nature发表过一篇类似工作,宣称三元氢化物(C-S-H 碳、硫、氢)在267GPa的超高压下实现了转变温度为15°C的超导电性。

这项工作一出来,就被誉为是诺奖级的工作。可惜由于其他物理学家实在重复不出这个结果,该论文被Nature在2022年9月撤稿了。

“爆炸性的新闻当作新闻来看吧,围观围观就好了。”罗会仟及中科院超导国家重点实验室的学生们表示,无论是从实验结果的确认上,还是在实际应用上,常温超导离现实都存在一定距离。

Ranga Dias 被Nature撤稿

实验过程中,只使用了几微克的材料,到实际应用中需要采用大量材料时,结果还不得而知。另外,即使1Gpa的压强,在日常生活中也很难实现。

超导体在生活中作用重大,凡是能用到电和磁的地方都会涉及到。

举例来说,在电力传输领域,即使目前采用超高压输电,整个过程中也会有百分之十几的损耗。“如果将这部分的电力回收起来,人类的电力可能再用一个世纪。”

核磁共振仪器中使用的也是超导体。未来,随着超导体的发展,核磁共振的分辨率也会逐渐提高。“未来,如果能够达到亚微米级的图像,可以拍摄清楚细胞和神经元的级别,到时候你在想什么,就可以从核磁共振的结果中看到了。”与此同时,随着超导体的发展,普通人做CT的价格也被降低,目前已经降到了几百元。

值得注意的是,在AI技术快速发展的当下,相关技术已经开始协助科学家发现更多的超导体。返回搜狐,查看更多

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