實驗時使用的金剛石對頂砧。圖片來源：Adam Fenster / University of Rochester
聞海虎教授是南京大學超導物理與材料研究中心的主任，致力於超導材料的合成、性質研究及磁通動力學研究。今年5月，他帶領的團隊在《自然》（Nature）上在線發表了一項研究稱，他們製備的氮摻雜的鑥氫化物（又稱鑥-氫-氮化合物）沒有表現出近常壓室溫超導性。
這否定了美國羅徹斯特大學的蘭加·迪亞斯（Ranga Dias）團隊今年3月在《自然》上發表的研究——他們製成的鑥-氫-氮化合物可以在1萬個大氣壓的近常壓下實現室溫超導，臨界溫度約為21℃。
隨後在6月9日，迪亞斯的長期合作者、支持者拉塞爾·海姆利（Russell Hemley）在預印本平台Arxiv發表文章，聲援迪亞斯備受爭議的室溫超導研究。這篇文章也回應了那些否定迪亞斯研究的團隊（包括聞海虎團隊）的工作，並表示，合成方法不同以及鑥-氫-氮材料製備的難度較大，是導致複現實驗失敗的主要原因。
對此，聞海虎教授受《環球科學》邀請，就目前關於近常壓室溫超導研究的爭議，以及新發表的預印本論文談了談他的看法。
《環球科學》：請問您和團隊5月份發表於《自然》的研究，從哪些方麵可以明確否定氮摻雜的鑥氫化物的室溫超導性？
聞海虎：我們當時采用了不同於迪亞斯團隊的新方法製備出了鑥-氫-氮化合物，但通過X光衍射和拉曼光譜發現結構跟迪亞斯等人做出來的幾乎一樣，同時成分分析也發現氮的存在。不過，我們將壓力加到40萬個大氣壓，溫度降至2K都沒有測到超導，就更不要說常壓、近常壓室溫超導了。
《環球科學》：如果要確定一種材料的超導性，有哪些衡量標準？
聞海虎：首先，超導的基本特征要非常明確，一個是零電阻態。還有一個也要非常明確的是我們叫邁斯納效應，就是抗磁效應，也就是說超導體要把磁場排到體外。那麽，（6月9日發表在預印本上的）這篇文章拿了迪亞斯他們其中一個樣品（估計是提前測過並帶高壓包直接拿過來的）進行了另外一次電阻測量，文中顯示電阻下降的沒有更多的樣品——隻是一個樣品，然後測量了一下電阻，說電阻到零了。那麽，這其實相當於把迪亞斯那篇文章中的一個樣品，到另外一個課題組裏重新測量了一下。新測量的結果裏麵有很多破綻。
聞海虎：我可以談一談目前這篇貼出來的文章有什麽破綻。為什麽我們現在質疑這個不是超導呢？就是說電阻轉變太突然、太陡了。這違反了超導現象的基本認知。比如，99.99%純度的铌超導體，我們的測量電阻轉變寬度是0.2K,也做不到他們這個電阻這麽陡峭，更何況铌的超導溫度才9K，而現在的所謂“超導體”溫度有240K甚至更高，電阻轉變寬度才0.1K，要知道此時的熱激活出來的電子已經很多了，轉變不可能如此之窄的。所以說，他們得到的曲線本身就是違反超導的基本認知。
第二，它的文中顯示的電極做得很糟糕。他們圖片上顯示的電極等形狀很不規範，甚至可以用糟糕二字來形容。對於一個好的高壓實驗，糟糕的電極連接是不允許的，否則會出現很奇怪的結果。
第三，超導不是說電阻掉一下就是超導，還需要其他更本征的性質，特別是磁性質，比如抗磁性質或者電阻曲線在磁場下向低溫移動。這一點非常關鍵，沒有這個性質就不能談已經發現超導了。至於是測量的樣品電阻是否真正為零，還是電壓為零，這是兩碼事，需要仔細甄別。
所以基於這三點，現在看起來根本也談不上網絡上說的“峰回路轉”。這電阻的陡降極有可能是個假象，原因待查。
《環球科學》：我想再確認一下，您剛說的這些破綻是指這篇預印本的文章，還是也包括之前那篇（迪亞斯團隊的）文章？
聞海虎：包括以前那篇文章。因為現在這篇預印本文章中的曲線和以前文章中的部分曲線看起來是類似的。
《環球科學》：在這篇預印本文章裏，迪亞斯團隊3月份發表於《自然》的研究的第一作者稱，他們當時製備鑥-氮-氫的成功率可能也是35%，您認為這樣的一個概率在這個領域屬於一個什麽等級的重複性？
聞海虎：作為發現或定義一種新超導體，這種說法也許就是一種搪塞之言。發現一個新超導體必須是可重複的。重複率隻有35%有點勉強；當然了，如果超導現象很明確，即便是百分之35的樣品我們也能接受。但是現在情況是現象又不明確，然後又說隻有35%的幾率才能做出來，那麽讓別人就很難真正地驗證他們的結果。一般來說，如果要驗證一個超導現象，那麽其他組隻要方法得當，按道理就應該能夠重複出來才行。
《環球科學》：另外,他在這篇預印本文章裏也說，包括您的團隊在內的、否定當時室溫超導結果的團隊所使用的方法跟迪亞斯團隊的不同，所以他們認為由於合成方法有出入，才導致無法重複出來。您對此有何看法？
聞海虎：我們也有中國科學家使用了一模一樣的方法來做，但是也沒有測到超導，比如中科院物理所孫力玲研究員的工作。我認為孫研究員的工作做得很仔細，是非常可靠的。
《環球科學》：他們的研究一直強調氮摻雜這件事，您認為氮摻雜在裏麵起著什麽樣的作用？
聞海虎：雖然他們一直強調氮摻雜的作用，但是怎麽起作用的，多少量，他們也說不清楚。氮元素在哪個位置，什麽形態，他們也不知道。但是重要的是，他們的數據要表現出真正的超導性，然後我們才能相信他們說的（氮摻雜的重要性）。
《環球科學》：預印本這篇文章用的樣品是迪亞斯團隊提供給他們的，但似乎並沒有說明這是新合成出來的，還是舊有的樣品？
聞海虎：他們這篇文章裏沒說清楚，我今天還給他（這篇預印本文章的通訊作者）發了一條消息，請他解釋一下到底是帶著金剛石高壓包一起帶過來的，還是一個純粹的新的樣品，然後拿過來以後重新裝高壓包。文章裏並沒有說清楚。如果是前者，意義就不是很大了，隻是換了一個測量地點和儀器而已。
《環球科學》：請問目前室溫超導領域的研究狀況？
聞海虎：我們當然希望近常壓室溫超導是個真實現象，我們領域裏麵的每一位科學家都希望如此。但是你要用可靠的、容易重複的，大部分組都能重複的實驗來證實這樣一種重要的現象。現在，我們距離近常壓室溫超導這個目標還比較遠，但是也不是說不能實現，朝著這個方向努力哪一天就實現了。