2022年，在一次规模和影响都不算大的学术会上，来自罗彻斯特大学的Ranga Dias团队报告了一个神奇的发现：

　　他们合成了一种新金属氢化物材料，在并不算严苛的压力条件下，就能实现超导。（现在我们知道，2022年8月，Dias团队就已经投出了论文，点击文末“阅读原文球盟会官方网站”直达论文。）

　　通过显微镜观察到的大约一毫米直径的氢化镥样本，这是罗彻斯特大学科学家兰加·迪亚斯实验室创造的一种超导材料。该合成图像是焦点叠加和色彩增强多幅图像的结果。图源：罗彻斯特大学/J. Adam Fenster

　　问题一：Ranga Dias团队具体发现了什么？为什么能引起这么大的轰动？

　　他们合成了一种“镥-氢-氮”的三元化合物，并声明它是 “近常压”的室温超导材料。

　　这就要说起另一件事，Dias其实是做高压物理出身的，在高压领域，一般来说都是几百万个大气压，比如他2020年被撤稿的那篇《Nature》封面文章，实现288 K的超导需要267万个大气压。相比较而言，称1万个大气压是“近常压”就好理解了。更重要的是，1万个大气压其实在实验室也不算难实现，我们做人造钻石都需要五六万个大气压。

　　问题二：此前有被撤稿经历，这次的论文为什么依旧能发表在《Nature》上？

　　因为在高压下，由于有金刚石的巨大压力，还有其他很多实验装置，测到的磁信号绝大部分是整个装置的背景信号，这个背景信号实际上比检测到的材料的抗磁信号要大几个数量级。就相当于在一组万级的数字中，要找到10这种量级的变化。再举个不准确的例子，这比在拥挤路段车水马龙的声音中，听清一个人的呢喃，难度还要高。

　　虽然论文中只告诉大家这种“神奇”材料由“镥-氢-氮”三种元素构成，也给出了可能的材料结构，但并没有讲具体制备方法，这意味着合成材料确实会有一定的挑战，特别是氮这个元素的加入，导致它和传统的稀土氢化物不太一样。

　　我们会使用中子作为介质，把中球盟会官方网站子“打”进材料里面，通过比较飞出来的中子来探测材料的各种性质，这种实验在常压下是比较方便的。如果能搞清楚某种材料为什么会超导，哪些因素是关键的，提高它的超导临界温度到底要靠什么方式，那么对实现室温超导也是有很大帮助的。同时，在这个过程中还可能会发现很多有趣的物理现象。

　　如果这个工作被证实是可重复的，是真的，那确实对超导界会有比较大的“冲击”。

　　各类超导体发现的年代和临界温度，插图为典型的材料结构（来自《中国科学》）

　　另一方面是从物理研究角度来说，做物理的人总是希望能把“条件”推到“极致”。比如，做粒子物理研究时，希望提高对撞能量，去看最基本的粒子里面到底是什么，做天体物理研究时，希望能尽可能地提高研究尺度，去看宇宙的未来是什么样子的。我们做凝聚态物理时也一样，也有我们的目标，目前来看，我们总能找到临界温度更高的超导材料，那有没有超导材料的临界温度能达到室温？甚至有没有可能存在这样的“神奇”材料，在远超室温下，都可以实现超导？

　　这也是为什么在超导现象被发现的一百多年里，我们已经找到了一万多种超导材料，甚至有一些温度还算高，比如铜氧化合物的临界温度记录是134 K，铁基超导的临界温度记录是55 K，但是我们现在应用广泛的超导体依旧是传统的超导体，叫铌钛（Nb-Ti）。它是一种铌和钛的金属合金，柔性和韧性都非常好，好用，方便。

　　再比如，到医院做核磁共振，其实核磁共振的设备就是一个大超导线圈。医生可能会问你，要做1.5特斯拉（磁场）还是3特斯拉（磁场）的检查，这个磁场就是由超导线圈产生的。磁场强度越高，从人体获得的信号越多，现在全世界都在攻关14特斯拉的核磁共振设备，如果实现的话，可以让核磁共振图像达到亚微米分辨率。这是什么概念呢？我们大脑神经元就是这个尺度。也就是说，通过这样强度的核磁共振设备，能看到大脑神经元的活动。

　　问题六：“AI for Science”背景下，人工智能对超导领域的影响正在发生

　　更进一步的，现在AI技术不断发展，给出限定条件，它就可以帮助研究人员去搜索，找到可能符合条件的材料后，再利用超导的BCS理论，去计算是否能超导、超导临界温度是多少。不过话说回来，要用AI来寻找BCS理论之外的非常规超导体，目前来看是不现实的，因为还没有合适的理论可以描述电子-电子具有很强关联效应下的非常规超导现象，更不用说AI能不能帮忙了。

　　APS会议现场图。胳膊缠绷带的是Jorge Hirsch老爷子，端坐的是Ranga Dias，据说虽然不让提问，俩人现场休息时也交流了下（图片来源见水印）

　　现在的科研分支越来越多，研究领域也越来越多，这都导致能研究的项目和议题都越来越多了。这就导致一个结果，就是一个人可能没法集中精力去做多个领域的研究，特别是兼顾理论与实验。如果这样做的话，可能很难发论文，也可能很难拿到经费。而现在纯理论物理学家们发展了很多理论模型，其中很多用实验是很难验证的，从实验物理学家的角度说，很难有充足的时间和精力去学习那么多理论，很难搞懂那么多理论的对错，更难弄清楚哪些理论对实验是适用的。

　　回顾这次事件的全过程，无论是学术出版方还是新闻媒体的做法，不管是论文在《Nature》上线的时间，还是APS会议现场“不允许提问”的奇特要求，似乎都有“博眼球”的嫌疑。