室温超导这事儿靠谱吗?不妨自己判断一下 | 清华大学出版社
当地时间3月7日,罗切斯特大学Ranga Dias团队在美国内华达州拉斯维加斯举办的美国物理学会年会上宣布发现新的近常压环境下的室温超导。本次发现的室温超导材料为三元镥氮氢体系(ternary lutetium-nitrogen hydrogen system),10kbar压强下最高转变温度为294K。在1GPa压强下实现了零上21℃(294K)的室温超导!相关论文3月9日凌晨正式发表在《自然》杂志上。
这无疑是一枚 “重磅炸弹”。从1911年超导现象被发现至今,已过百年,寻找可使用的超导体是超导领域一直以来的梦想。在100多年的时间里,科学家们主要做的一件事情,就是不断地寻找更高温度的超导体,刷新超导临界温度的纪录。
不过目前大家对这件事情还在存疑,一个很大的原因是这位Ranga Dias教授之前有点不大靠谱。2020年10月,他和他的团队就在《自然》杂志上发表了在碳氢硫(C-H-S)中发现室温超导的成果,在267GPa的压强下实现15℃的超导。这一成果在当时就吸引了许多社会关注,可惜后来受到许多质疑,最终在作者反对的情况下那篇论文被期刊强行撤稿。
而这次的新成果是基于三元氢化物(N-Lu-H)的,具体说是氮掺杂氢化镥(nitrogen-doped lutetium hydride, NDLH),其结论最终是否能得到学术界的认可,需要其他实验组来重复检验。验证需要一些时间,难度在于如何实现材料。
至于验证的难度,我第一想到找罗会仟教授求证。3月8日一大早时,我就看到罗会仟教授在朋友圈发文,“前方发来战报:Dias宣布发现1 GPa‘近常压’室温超导,有电阻磁化比热数据支持,而且压力越低Tc越高!”
罗老师转发给我他新写的文章。
超导是凝聚态物质里电子体系的一种宏观量子凝聚现象,涉及凝聚态物理中的基本概念和最前沿问题。超导电性发现已有百年了,它已经成为物理学中的一个重要分支,与超导有关的诺贝尔奖已经授予了5次。超导电性的应用也已在许多方面发挥着不可替代的作用。100年虽然已经过去,但人们对超导研究的兴趣依然未减。超导材料具有零电阻和完全抗磁性等一系列神奇的特性,在能源、科研、医疗、通讯等各个领域均有重要用途。
超导到底是什么,这自然要从电磁学说起,保证知识的起点,每个有中学物理基础的人都看得懂。
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第1章启蒙时代
1慈母孕物理:物理研究的起源
2人间的普罗米修斯:电学研究的历史
3鸡蛋同源:电磁学的背景知识
4电荷收费站:电阻的基本概念
5神奇八卦阵:材料结构与电阻的关系
6秩序的力量:材料磁性结构与物性
第2章金石时代
7冻冻更健康:低温物理的发展
8畅行无阻:超导零电阻效应的发现
9金钟罩、铁布衫:超导完全抗磁性的发现
10四两拨千斤:超导磁悬浮的基本原理
11群殴的艺术:超导量子干涉的原理和应用
12形不似神似:超导唯象理论
13双结生翅成超导:超导微观理论
14炼金术士的喜与悲:超导材料的早期探索
第3章青木时代
15阳关道、醉中仙:氧化物超导体
16胖子的灵活与惆怅:重费米子超导体
17朽木亦可雕:有机超导体
18瘦子的飘逸与纠结:轻元素超导体
19二师兄的紧箍咒:二硼化镁超导体
第4章黑铜时代
20“绝境”中的逆袭:铜氧化物超导材料的发现
21火箭式的速度:突破液氮温区的高温超导体
22天生我材难为用:铜氧化物超导体的应用
23异彩纷呈不离宗:铜氧化物高温超导体的物性(上)
24雾里看花花非花:铜氧化物高温超导体的物性(下)
25印象大师的杰作:高温超导机理研究的问题
26山重水复疑无路:高温超导机理研究的困难
27盲人摸瞎象:超导研究的基本技术手段
第5章白铁时代
28费米海里钓鱼:铁基超导材料的发现
29高温超导新通路:铁基超导材料的突破
30雨后春笋处处翠:铁基超导材料的典型结构
31硒天取经:铁硒基超导材料
32铁匠多面手:铁基超导材料的基本性质
33铜铁邻家亲:铁基和铜基超导材料的异同
34铁器新时代:铁基超导材料的应用
第6章云梦时代
35室温超导之梦:探索室温超导体的途径与实现
36压力山大更超导:压力对超导的调控
37超导之从鱼到渔:未来超导材料探索思路
38走向超导新时代:超导机理和应用研究的展望
后记
风云之声
科学 · 爱国 · 价值
关键词
材料
超导体
超导材料
室温超导
高温超导
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