那些年室温超导的疑云后来都怎么样了

然而，不管是实验还是理论计算，不同的论文结果却大相径庭。有的论文给出了支持超导的几项证据[1][2]，有的却说只是普通磁性材料[3]甚至是杂质的假信号[4]。LK-99的前景也随着论文的更新不停反转，笼罩在LK-99上的迷雾似乎越发浓重。

在人们探索超导的一百余年中，LK-99不是第一个被宣称实现室温超导的材料，也不是第一个在后续的验证中陷入争议的材料。事实上，很多种所谓的“室温超导体”最后都无法定论，被物理学家们仿照不明飞行物UFO戏称为“不明超导体”(Unidentified Superconducting Object，USO)。那么，世界上一共有过多少种疑似室温超导体？它们的后续又究竟如何呢？

现在，究竟有多少种室温超导？

近三周来，韩国团队的arxiv文章，让室温超导这一概念又一次被推上浪尖。近些年来，相关的大新闻一个接着一个，挑动着人们的好奇和期待，但是尚且没有一个让人满意的结果。

实际上，人类对室温超导的追求并不是近几年才开始，在过去十几年里，不断有团队声称找到了室温或接近室温的超导体。

时间回溯到2020年10月，小编第一次感受到室温超导如此广泛的关注。当时美国迪亚斯（R.Dias）团队有一项室温超导“成果”发表在Nature上[5]，声称绿色激光诱导合成的碳硫氢（C-S-H）化合物在267GPa压强下超导转变温度高达288K。从此大家讨论的问题涉及到超导时，都要感叹一句：虽然压强高的离谱，但是室温超导终于要来了嘛！

但是可惜！经过一段时间的等待，未等该实验被重复出来，关于迪亚斯的瓜倒是吃了不少。该工作实验数据被同行怀疑受到了更改和操控，比如加州大学理论物理学家赫希（Jorge Hirsch）经过仔细分析，先后发表两篇论文质疑批评该结果。经过长时间的拉锯，该文章最终在2022年9月被撤回。

论文前加了个大大的撤回（RETRACTED）

一晃三年过去，室温超导又来了！迪亚斯在2023年3月初的美国物理学会会议上宣布又发现了常温超导体，声称高温高压条件下合成的镥氮氢（Lu-N-H）化合物1GPa压强下即可实现294K室温超导，并在Nature上发表 [6]。已经被上一个成果“晃”过一次的大家更多地带上了“让子弹飞一会儿”的态度，之前“怒怼”迪亚斯的赫希也亲临会场“对线”：

2023年3月初的美国物理学会会议现场图，正面照为带伤上阵的赫希，背影照是迪亚斯 | 图自网络

果然，这个结果不仅并未得到广泛重复，反而有不少验证性实验否定，比如国内的南大团队的实验[7]，物理所团队的实验[8][9]。大家对室温超导的关注也部分转移到了这个两次“发现”室温超导的科学家迪亚斯，开始了解他的来路和过往。结果同行就发现其博士论文与多篇论文存在相似之处,某篇PRL（Physics Review Letter，物理领域权威期刊）也与图表与其他文献惊人相似，指出迪亚斯可能存在学术不端行为，结果C-S-H相关论文也被展开了调查,该篇PRL也被撤稿。

迪亚斯受到的广泛关注与人们愈发意识到超导体的重要性离不开，与现代科学技术的发展分不开。但是实际上，此前就有很多声称找到了室温超导体的例子。例如，2018年两位印度科研人员声称将纳米银粉加入金纳米阵列中可以获得236K的超导电性[10]，其数据被麻省理工的斯金纳（Brian Skinner）质疑，因为实验数据的噪音模式是一样的，这在真实的实验中是不可能的。后来印度学者来辟谣是“量子噪音效应”……

Ag-Au纳米结构示意图，（a）纳米结构的TEM图像（b）单个结构的HRTEM图像（c）单个结构的HAADF-STEM图像（d）图（c）沿红线的元素分布 | 图自[10]

再比如，2016年科斯塔迪诺夫(Ivan Zahariev Kostadinov )声称找到了转变温度为373K的超导体[11]，但是并未公布超导体的组分和制备过程，以一种保密的姿态没了后续。

373K相关内容的arxiv文章,神神秘秘的摘要|来自网页截图

更早的还有很多，2012年有团队宣布经过纯水特殊处理的石墨粉在300K常压下具有超导电性[12]，2003年有团队声称n型金刚石与电极、真空耦合后，能在常温常压下拥有超导相[13]……

我们不得不承认，在真正的室温超导体出现（或者被可靠的理论证实是不可能的）之前，这样类似的新闻可能会一个接一些，并有在可能引起一阵关注、挑起一次股票的波动后，让人们失望而归。不可否认的是，常温超导的真正到来将为世界带来巨大的改变，但探索的道路可能漫长而艰辛，我们不妨怀着平静的心情去留心，去期待。

在这里，我们将这些历史上的部分“室温超导”总结为如下表格，这张表格也会随着相关新闻的增加而更新，来帮助我们更加全面地认识相关事件。

表1 历史上的“室温超导体”

据不完全统计，历史上声称室温超导（接近或高于300K）的次数不少于7次

为了便于直观感受这里的压强，举两个例子供参考：大气压为101kPa，即0.0001GPa，地心压强为370GPa。

看了这么多“室温超导”事件，大家也不要失去信心。从元素超导体到铜基到铁基超导体，我们对超导的认识正在一步一步深入。值得关注的是，目前常压下，超导体Hg-Tl-Ba-Ca-Cu-O有最高的转变温度，为138K[15]。而在高压下，LaH₁₀材料转变温度达到了252K[16]，这些都得到了广泛的实验验证。

为啥过了这么久，还不能确定是不是超导

大家可能会很困惑一个问题，一个材料是不是超导体难道不是一个“非黑即白”的问题，能够很快被广泛地证实或者否定吗？这样来，就不至于留下这么多含糊不清的问题，也不至于像LK-99这样让大家已经吃瓜吃了三周之久。实际上，问题没这么简单。

新的超导材料要想获得认可，既需要作者给出令人信服的数据，又需要其他同行能够重复出同样的效果——北京的超导材料在纽约同样应该超导，这是物理人执着的信念。要想确定一种新材料是否具有超导性，总需要用一台仪器对一块样品做点什么。因此，对疑似超导体的验证工作至少可以分成两大部分：获得一块高质量的样品和对样品完成测试。

制备样品就不是一件易事。虽然大家经常戏称制备样品就像炼丹，但毕竟不是所有丹药都能让人长生不老（好像是所有丹药都不能长生不老）。对于超导材料，“高质量样品”往往代表一块大小合适的干净的单晶。用来测试的晶体缺陷要尽可能地少，而杂质则要几乎完全排除。因此，晶界杂乱无章而且有大量杂质的多晶虽然容易烧结，但测试结果却很难说服严苛的审稿人和同行。要想制备出能用的样品，需要昂贵的高纯原料、复杂的烧结条件，以及难以言说的经验和一些运气。

最近，韩国室温超导“LK-99”名噪一时，各大媒体平台对它关注有加，超导学界更是加紧了复现工作。然而，不管是实验还是理论计算，不同的论文结果却大相径庭。有的论文给出了支持超导的几项证据[1][2]，有的却说只是普通磁性材料[3]甚至是杂质的假信号[4]。

LK-99的前景也随着论文的更新不停反转，笼罩在LK-99上的迷雾似乎越发浓重。

在人们探索超导的一百余年中，LK-99不是第一个被宣称实现室温超导的材料，也不是第一个在后续的验证中陷入争议的材料。

事实上，很多种所谓的“室温超导体”最后都无法定论，被物理学家们仿照不明飞行物UFO戏称为“不明超导体”(Unidentified Superconducting Object，USO)。

那么，世界上一共有过多少种疑似室温超导体？它们的后续又究竟如何呢？现在，究竟有多少种室温超导？近三周来，韩国团队的arxiv文章，让室温超导这一概念又一次被推上浪尖。

近些年来，相关的大新闻一个接着一个，挑动着人们的好奇和期待，但是尚且没有一个让人满意的结果。

实际上，人类对室温超导的追求并不是近几年才开始，在过去十几年里，不断有团队声称找到了室温或接近室温的超导体。

时间回溯到2020年10月，小编第一次感受到室温超导如此广泛的关注。

当时美国迪亚斯（R.Dias）团队有一项室温超导“成果”发表在Nature上[5]，声称绿色激光诱导合成的碳硫氢（C-S-H）化合物在267GPa压强下超导转变温度高达288K。

从此大家讨论的问题涉及到超导时，都要感叹一句：虽然压强高的离谱，但是室温超导终于要来了嘛！但是可惜！经过一段时间的等待，未等该实验被重复出来，关于迪亚斯的瓜倒是吃了不少。

该工作实验数据被同行怀疑受到了更改和操控，比如加州大学理论物理学家赫希（Jorge Hirsch）经过仔细分析，先后发表两篇论文质疑批评该结果。

经过长时间的拉锯，该文章最终在2022年9月被撤回。

论文前加了个大大的撤回（RETRACTED）一晃三年过去，室温超导又来了！迪亚斯在2023年3月初的美国物理学会会议上宣布又发现了常温超导体，声称高温高压条件下合成的镥氮氢（Lu-N-H）化合物1GPa压强下即可实现294K室温超导，并在Nature上发表 [6]。

已经被上一个成果“晃”过一次的大家更多地带上了“让子弹飞一会儿”的态度，之前“怒怼”迪亚斯的赫希也亲临会场“对线”： 2023年3月初的美国物理学会会议现场图，正面照为带伤上阵的赫希，背影照是迪亚斯 | 图自网络果然，这个结果不仅并未得到广泛重复，反而有不少验证性实验否定，比如国内的南大团队的实验[7]，物理所团队的实验[8][9]。

大家对室温超导的关注也部分转移到了这个两次“发现”室温超导的科学家迪亚斯，开始了解他的来路和过往。

结果同行就发现其博士论文与多篇论文存在相似之处,某篇PRL（Physics Review Letter，物理领域权威期刊）也与图表与其他文献惊人相似，指出迪亚斯可能存在学术不端行为，结果C-S-H相关论文也被展开了调查,该篇PRL也被撤稿。

迪亚斯受到的广泛关注与人们愈发意识到超导体的重要性离不开，与现代科学技术的发展分不开。

但是实际上，此前就有很多声称找到了室温超导体的例子。

例如，2018年两位印度科研人员声称将纳米银粉加入金纳米阵列中可以获得236K的超导电性[10]，其数据被麻省理工的斯金纳（Brian Skinner）质疑，因为实验数据的噪音模式是一样的，这在真实的实验中是不可能的。

后来印度学者来辟谣是“量子噪音效应”……Ag-Au纳米结构示意图，（a）纳米结构的TEM图像（b）单个结构的HRTEM图像（c）单个结构的HAADF-STEM图像（d）图（c）沿红线的元素分布 | 图自[10]再比如，2016年科斯塔迪诺夫(Ivan Zahariev Kostadinov )声称找到了转变温度为373K的超导体[11]，但是并未公布超导体的组分和制备过程，以一种保密的姿态没了后续。

373K相关内容的arxiv文章,神神秘秘的摘要|来自网页截图更早的还有很多，2012年有团队宣布经过纯水特殊处理的石墨粉在300K常压下具有超导电性[12]，2003年有团队声称n型金刚石与电极、真空耦合后，能在常温常压下拥有超导相[13]……我们不得不承认，在真正的室温超导体出现（或者被可靠的理论证实是不可能的）之前，这样类似的新闻可能会一个接一些，并有在可能引起一阵关注、挑起一次股票的波动后，让人们失望而归。

不可否认的是，常温超导的真正到来将为世界带来巨大的改变，但探索的道路可能漫长而艰辛，我们不妨怀着平静的心情去留心，去期待。

在这里，我们将这些历史上的部分“室温超导”总结为如下表格，这张表格也会随着相关新闻的增加而更新，来帮助我们更加全面地认识相关事件。

表1 历史上的“室温超导体”据不完全统计，历史上声称室温超导（接近或高于300K）的次数不少于7次为了便于直观感受这里的压强，举两个例子供参考：大气压为101kPa，即0.0001GPa，地心压强为370GPa。

看了这么多“室温超导”事件，大家也不要失去信心。

从元素超导体到铜基到铁基超导体，我们对超导的认识正在一步一步深入。

值得关注的是，目前常压下，超导体Hg-Tl-Ba-Ca-Cu-O有最高的转变温度，为138K[15]。

而在高压下，LaH₁₀材料转变温度达到了252K[16]，这些都得到了广泛的实验验证。

为啥过了这么久，还不能确定是不是超导大家可能会很困惑一个问题，一个材料是不是超导体难道不是一个“非黑即白”的问题，能够很快被广泛地证实或者否定吗？这样来，就不至于留下这么多含糊不清的问题，也不至于像LK-99这样让大家已经吃瓜吃了三周之久。

实际上，问题没这么简单。

新的超导材料要想获得认可，既需要作者给出令人信服的数据，又需要其他同行能够重复出同样的效果——北京的超导材料在纽约同样应该超导，这是物理人执着的信念。

要想确定一种新材料是否具有超导性，总需要用一台仪器对一块样品做点什么。

因此，对疑似超导体的验证工作至少可以分成两大部分：获得一块高质量的样品和对样品完成测试。

制备样品就不是一件易事。

虽然大家经常戏称制备样品就像炼丹，但毕竟不是所有丹药都能让人长生不老（好像是所有丹药都不能长生不老）。

对于超导材料，“高质量样品”往往代表一块大小合适的干净的单晶。

用来测试的晶体缺陷要尽可能地少，而杂质则要几乎完全排除。

因此，晶界杂乱无章而且有大量杂质的多晶虽然容易烧结，但测试结果却很难说服严苛的审稿人和同行。

要想制备出能用的样品，需要昂贵的高纯原料、复杂的烧结条件，以及难以言说的经验和一些运气。

华中科大实验组得到的小块儿LK-99样品如图中小黑点，难以支持电阻的测量 | 图自[2]就算获得了堪用的样品，怎样用它测出用说服力的数据同样是一件技术活。

常压超导的样品测起来简单些，但也要有很多步骤。

样品首先需要清洁、用细砂纸打磨——如果磨的力量轻了，样品表面的杂质没被剥离，就会带来假信号；如果磨得重了，样品又可能直接四分五裂。

★《布宫号》提醒您：民俗信仰仅供参考，请勿过度迷信！