材料丢了?虽然室温超导很可疑,但不是因为这个 | 袁岚峰

最近的大新闻“室温超导”究竟是真的还是假的?3月19日晚,我和罗会仟老师、秦经刚老师的直播中(“无尽的前沿”直播第一期预告:刺激的“室温超导” | 袁岚峰),谈了这个问题。罗会仟博士是中国科学院物理研究所研究员、超导机理研究专家,秦经刚博士是中国科学院等离子体研究所研究员、超导在核聚变中应用的专家。基本的回答是:目前的验证工作都倾向于否定,但还需要更多的研究。还有一点重要的是,不能拿错误的证据来支持结论,即使是正确的结论。

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室温超导材料的概念图

让我们首先介绍一下背景。3月8日,美国罗切斯特大学Ranga Dias教授在美国物理学会三月会议上做报告,宣布自己实现了294 K即21摄氏度的超导,这已经非常接近室温300 K了。代价是需要一万个大气压的压强,但这已经是个巨大的进步了,因为以前类似的结果都需要几百万个大气压,他们一下子把压强降低了两个量级。他们的材料是一种Lu-N-H三元化合物,其中Lu是一种稀土元素镥,71号元素。Lu-N-H听起来很像“卤蛋清”,——开玩笑地说,卤蛋黄不行,卤蛋清就可以!虽然他没有公布这三种元素的具体比例,不过八九不离十,对其他研究组来说想验证他的结果是相对容易的。同一天,他们的论文发表在《Nature》上(https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0)。

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Ranga Dias教授报告现场

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朱经武先生提前挤进了很小的会场房间

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论文在《Nature》上线

这个新闻出来以后,引起了巨大的轰动。但学术界的态度普遍是将信将疑,因为Dias这位老兄以前就搞过两次乌龙。

第一次是2017年,他在哈佛大学作博士后的时候,跟合作者宣布做出了“金属氢”(https://www.science.org/doi/10.1126/science.aal1579),这是学术界追求了80多年的一个重要目标。然而由于压强太高(近500万个大气压),别人都重复不出来,而且他们自己也号称把样品搞丢了:当他们准备测量金属氢是否超导的时候,一不小心把高压设备“金刚石对顶砧”搞坏了,失去压力的氢样品消失得无影无踪。于是乎,这事成了死无对证。

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第二次是2020年,Dias已经到罗切斯特大学工作了,他跟合作者宣布在C-S-H体系中实现了288 K即15摄氏度的超导,压强为267万个大气压。然而这次又是很多人重复不出来,最后Nature杂志社在2022年撤了稿(再度刷屏的“室温超导”靠谱不?不日见分晓 | 返朴)。

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2022年,Science对上述文章被撤稿的报道

既然Dias的信誉是这样令人怀疑,那“狼来了”喊到第三次,别人对他多打几个问号是理所当然的。但是归根结底,判断的标准应该是其他研究组能不能重复,而不是感情因素。

最近有很多网友就在传,说Dias自己说这次的材料丢了,无法重复。然后这些网友就嘲笑,说一看是印度人就知道不靠谱。甚至还有人说,美国科技造假是传统,例如登月。还有不少人拿这个消息来问我,问是不是这样。

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是真的吗?

实际上,这事纯属子虚乌有。请仔细看看那个所谓消息,只是一张Dias的图而已,然后有人在旁边加上字说他自己说材料丢了。这算哪门子消息?没想过新闻需要有明确的信源吗?假如有人拿你的照片在旁边写一堆话说是你说的,你会信吗?所以我告诉那些网友,这属于“开局一张图,内容全靠编”,根本不足为据。当然,这可以理解为有些人对Dias在金属氢事件中的表现的嘲讽,但无论如何这是一种张冠李戴。不应该用错误的证据来反对一个人,即使这个人最后被证明确实是错的,但也不是错在这一点上。

真正值得重视的,是科学界的验证工作。目前已经出现了三个,都来自中国(室温超导新成果或已光速证伪 | 返朴)。

其中两个研究的是Lu-H体系,没有N,分别来自中国科学院物理研究所靳长青研究员团队和程金光研究员团队。靳长青老师的结果是有超导,但压强要两百万个大气压左右才行,而且温度最高只有71 K,远不到室温。程金光老师的结果是在7万多个大气压下,温度降低到1.5 K都没看到超导。不过要注意,他们的体系是“卤蛋清”没有“蛋”。可能他们本来就要做Lu-H体系,并不是在看到新闻后才做的。体系不同,结果不同,这不是很正常吗?所以这并不构成对Dias结果的直接否定,只是增加了质疑而已。

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靳常青3月9日于arXiv上公布的文章题目及其摘要

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程金光3月12日于arXiv上公布的文章题目及其摘要

第三个验证工作做的就是Lu-N-H,来自南京大学闻海虎教授团队。闻海虎老师的结果是,在6万个大气压以下,在10 - 320 K的范围内都没看到超导的迹象。这就对Dias的结果是一个强烈的质疑了,因为双方的体系即使不是完全相同,至少也相差不远。三种元素都在这儿了,有点难以想象通过调整配比就会导致如此巨大的、以至于是定性的变化,从不超导变成室温超导。

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闻海虎3月15日于arXiv上公布的文章题目及其摘要

因此,对目前状况的正确理解是:对Lu-N-H体系室温超导的验证工作都倾向于否定,至少没有强烈支持它的。但无论如何,我们需要更多研究组的验证,也需要对验证的验证。这个过程需要一段时间,不会一下子就得出确定的结论。尤其重要的是,结论只能来自踏踏实实的验证工作,而不是任何的感情因素。无论你喜欢什么结论,都不应该用伪造的证据来论证。科学不是赌博,不是跳大神。

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