南京大學團隊推翻美室溫超導研究 投稿Nature兩個月即發表

南京大學聞海虎團隊推翻美國室溫超導研究投稿Nature兩個月即發表。（摘自南京大學）

《中國科學報》13日報導，在論文初稿貼到預印本網站arXiv後不到兩個月，南京大學教授聞海虎團隊推翻美國室溫超導研究的工作，於11日線上發表在國際期刊《自然》（ Nature）雜誌上。

與預印本初稿相比，發表的最後版本提供了更多更詳實的數據，論證該鎦-氫-氮材料中不存在近常壓的室溫超導。預印本論文當時提交的數據是在低於6 GPa的壓力下，這種氮摻雜氫化鎦材料不存在近環境超導性，即常壓下的室溫超導。《自然》雜誌新發表的論文中補充了大量的新數據，在高達40.1 GPa的壓力下和低至2K，這種材料都不存在超導電性，更談不上常壓下的室溫超導，即所謂環境超導性（ambient superconductivity）。

就在3月8日，美國羅切斯特大學的朗加·迪亞斯（Ranga Dias）團隊發表在《自然》的室溫超導研究稱，其研發的一種鎦-氫-氮材料在近1萬個大氣壓（1GPa）下實現了室溫超導。

此次聞海虎團隊《自然》論文的發表，直接否定了這一結論。如果迪亞斯團隊還想維持其近常壓下室溫超導的結論，就必須給出令人信服的新證據，「但這似乎很難了」，聞海虎說到。

就在3月15日發佈預印本論文的同時，聞海虎團隊也聯繫了《自然》雜誌，詢問是否可以發表與迪亞斯團隊相反結論的研究結果。在得到肯定回答後，聞海虎當天即向《自然》投稿。

《自然》雜誌本來打算將這篇論文作爲Matter Arising Argument （衝突的爭辯）發表，然而聞海虎團隊在回覆3個審稿人的審稿意見過程中，又補充了很多高品質的數據，文章內容變得豐富多彩，因此《自然》編輯討論後決定最終以研究論文的形式發表。

聞海虎說：「否定一項研究比證明一項研究更難，因爲需要從多角度證明你所研究的樣品與被質疑的物件樣品是幾乎一致的。另外要使用精細的測量、大量的數據和分析來進行論證。」

《中國科學報》報導，相比之前16頁的預印本論文，《自然》雜誌論文的數據多了很多。聞海虎說，這些補充主要體現在3個方面：

在聞海虎團隊研究中，在不同壓力下，樣品有了從深藍色、紫紅色到粉紅色的漸變；並且在所有壓力和顏色狀態下，電阻也隨着溫度降低而降低，但沒有出現超導現象。

其一，需要更多樣品的測試。他們先後做了30多個樣品的實驗，且每個實驗都需要重複。新的數據包括了更高壓下的樣品顏色演化，也就是論文中的上圖。可以看到，在不同壓力下，樣品有了從深藍色、紫紅色到粉紅色的漸變；並且在所有壓力和顏色狀態下，電阻也隨着溫度降低而降低，但沒有出現超導現象。

其二，需要更嚴謹證明其實驗樣品與迪亞斯實驗樣品一致。他們做了多套的X光衍射實驗。審稿人提出，X光衍射的晶格常數與迪亞斯的參數稍有差別。聞海虎說，其實這個差別很小，通常在儀器的誤差範圍之內。不過他們還是重新進行了多輪實驗，並作了統計平均。同時，他們還測量了拉曼光譜數據，這樣可以給出分子振動的細節資訊，結果證明其樣品與迪亞斯樣品幾乎一樣。

其三，需要有對比。審稿人提出，會不會是因爲實驗裝置不夠靈敏而無法測量出可能存在的超導？於是聞海虎團隊選擇一個自己團隊工作多年的銅氧化物超導體（轉變溫度爲112K）進行了同樣條件的測量：如果實驗的鎦-氫-氮材料是超導的，那麼其磁測量訊號應該是一樣強的。但是，與真正的超導體相比，鎦-氫-氮材料訊號要弱約100倍，而且符號是正的，完全不符合超導體的行爲。

對比預印本論文，《自然》論文的另外一個顯而易見的差別是作者多了5人，這主要是因爲要補充一些新的數據需要進行新的合作。但正文字數反而還少了若干，因爲表述更嚴謹清晰。

聞海虎說，「我們的數據非常的豐富和全面，而且漂亮，可以用一個美字來形容。」

這樣的論文發表也是一次高手對決。《自然》發表的爭議研究，自然還是由《自然》來作爲對決平臺。

事實上，近兩個月來，除了《中國科學報》之前報導過的中科院物理研究所研究員靳常青團隊和程金光團隊分別於3月9日和3月12日發表的預印本研究外，曲阜師大和東南大學聯合的研究，以及中科院物理研究所研究員孫力玲團隊也都發表了對於鎦氫化物的研究，一定意義上也否定了迪亞斯的結論。

聞海虎指出，《自然》雜誌將其稿件也給迪亞斯看過後，後者給出的回饋是，兩者樣品不完全一致。然而，在實際的凝聚態物理實驗中，很難說能夠製造出絕對完全一樣的樣品。

聞海虎說，希望他們團隊的工作可以起到去僞存真的作用，這也是科學進步的必要過程，尤其是對非常重要的結論更需要其他獨立小組的驗證。他希望這些工作能夠讓室溫超導研究的氛圍熱烈起來，這對於金屬氫超導材料的研究是有推動的。

他認爲，從物理邏輯上，室溫超導不一定不能實現。從這個意義上講，世界上頂尖科學家的同臺競技會促進這方面工作的快速推進。