文｜《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者徐可瑩 見習(xí)記者江慶齡
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2023年3月9日上午11時(shí)，美國(guó)拉斯維加斯的一間會(huì)議廳中座無(wú)虛席，擠滿了來(lái)自世界各國(guó)的頂尖物理學(xué)家。所有人的目光都聚焦于講臺(tái)中央——一位身材清瘦的華裔青年，正在介紹自己關(guān)于鎳基超導(dǎo)的最新理論模型。
他叫鄒濘倪（S. Lin Er Chow），是新加坡國(guó)立大學(xué)（NUS）物理系的一名博士研究生，這是他初次參加美國(guó)物理學(xué)會(huì)（APS）會(huì)議。環(huán)顧四周，超導(dǎo)物理的“領(lǐng)軍人物”幾乎都在。鎳基超導(dǎo)的首位發(fā)現(xiàn)者、美國(guó)斯坦福大學(xué)教授Harold Hwang，正坐在離鄒濘倪不足1米的地方。
鄒濘倪一邊做著陳述，一邊觀察聽眾的反應(yīng)?！昂芏嗳硕济媛恫恍??！彼Φ馈．吘谷?nèi)有句玩笑話是這么說(shuō)的——在新的高溫超導(dǎo)時(shí)代到來(lái)時(shí)，被提出的高溫超導(dǎo)理論至少有1000個(gè)，而最終能得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、生成符合預(yù)判的高溫超導(dǎo)體的卻幾乎沒(méi)有。更何況，鄒濘倪當(dāng)時(shí)只是個(gè)年僅25歲的“無(wú)名小輩”。
但誰(shuí)也不會(huì)想到，僅僅過(guò)了兩年，這位“無(wú)名小輩”就成功驗(yàn)證了自己在2023年APS會(huì)議上提出的理論模型，在摻孔的d9-x型鎳氧化物（Sm-Eu-Ca-Sr）NiO2薄膜中，首次實(shí)現(xiàn)了接近40K的常壓高溫超導(dǎo)性，且?guī)缀鯖](méi)有晶格壓縮。相關(guān)成果于2025年3月20日被Nature加速上線。
如今已是新加坡國(guó)立大學(xué)研究員的鄒濘倪憑一己之力，將新加坡推至高溫超導(dǎo)研究的最前排。
鄒濘倪和他最新發(fā)表的Nature論文
一人完成80%的工作，理論實(shí)驗(yàn)兩手抓
高溫超導(dǎo)向來(lái)是凝聚態(tài)物理的研究熱點(diǎn)，特別是超過(guò)30K的常壓超導(dǎo)性。自Georg Bednorz和Karl Alexander Müller于1986年發(fā)現(xiàn)銅氧化物（銅酸鹽）的高溫超導(dǎo)性以來(lái)，物理學(xué)家們一直在尋找其他具有類似特性的氧化物。
在元素周期表中，鎳位于銅附近，自然成為了高溫超導(dǎo)體的熱門候選。2019年，美國(guó)斯坦福大學(xué)教授Harold Hwang首次在鎳基無(wú)限層氧化物薄膜中觀測(cè)到超導(dǎo)電性，但常壓下其超導(dǎo)溫度一直徘徊在20 K左右。
同年，鄒濘倪還在新加坡國(guó)立大學(xué)讀大四。大二時(shí)他曾到英國(guó)劍橋大學(xué)Device Materials實(shí)驗(yàn)室交換過(guò)一段時(shí)間，由此對(duì)凝聚態(tài)物理產(chǎn)生了濃厚興趣。為了能多角度、全方位地理解這門學(xué)科，鄒濘倪甚至修讀了物理學(xué)與材料學(xué)的雙榮譽(yù)學(xué)位，且均以最高榮譽(yù)成績(jī)畢業(yè)。
博士階段，鄒濘倪由當(dāng)時(shí)的物理系院長(zhǎng)引薦，加入新加坡國(guó)立大學(xué)物理系量子材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室20年來(lái)一直以量子材料的理論及應(yīng)用研究為工作重點(diǎn)，長(zhǎng)期關(guān)注強(qiáng)關(guān)聯(lián)氧化物的發(fā)展。
“當(dāng)時(shí)銅基和鐵基已經(jīng)有超過(guò)20年的研究歷史了，科學(xué)家對(duì)它們的理解已經(jīng)很透徹了。而我想在物理上做進(jìn)一步的跨越。”因此，鄒濘倪選擇了最被看好，卻遲遲未能做出高溫超導(dǎo)體的鎳基作為自己的研究方向。
2022年年末，鄒濘倪開始著手構(gòu)建鎳基超導(dǎo)的理論模型。經(jīng)過(guò)一系列鎳基超導(dǎo)配對(duì)機(jī)制的實(shí)驗(yàn)探索后，鄒濘倪發(fā)現(xiàn)鎳基與銅基超導(dǎo)的生成機(jī)制存在不同，從而推斷出鎳基超導(dǎo)的溫度提升能夠另辟蹊徑。
半年后的2023 APS會(huì)議上，鄒濘倪公開提出名為“phenomenological model”的理論模型。該模型描述了鎳基超導(dǎo)機(jī)制與銅系的區(qū)別，同時(shí)說(shuō)明鎳基超導(dǎo)溫度在模型預(yù)判中可實(shí)現(xiàn)大幅提升，生成高溫超導(dǎo)體。
不出所料，這個(gè)理論模型并未在APS會(huì)議上引發(fā)關(guān)注，甚至有人當(dāng)場(chǎng)提出質(zhì)疑。但鄒濘倪并未因此動(dòng)搖，他做了一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)極大的決定：自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。
對(duì)一名年輕的凝聚態(tài)理論物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，親手完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證很可能“顆粒無(wú)收”，賠上寶貴的時(shí)間，又做不出來(lái)結(jié)果。但鄒濘倪當(dāng)時(shí)沒(méi)想那么多，他只想親眼看看，自己的理論模型到底“行不行”。
鄒濘倪設(shè)計(jì)了一條驗(yàn)證路徑：通過(guò)合成理論模型里預(yù)判的高溫超導(dǎo)材料，測(cè)試其超導(dǎo)溫度，來(lái)驗(yàn)證理論模型是否成立。2023年年末，鄒濘倪一頭扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，專注于高溫超導(dǎo)材料的合成研究，獨(dú)自一人完成了從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、材料合成工序到超導(dǎo)輸運(yùn)及各項(xiàng)表征測(cè)量的一系列實(shí)驗(yàn)工作。
經(jīng)過(guò)近3個(gè)月的密集探索，鄒濘倪終于在2024年初成功合成SECS——理論模型中預(yù)判的第一個(gè)高溫超導(dǎo)材料，并從輸運(yùn)測(cè)量中發(fā)現(xiàn)其30 K以上的“常壓高溫超導(dǎo)”。
論文初稿完成后，鄒濘倪將其分享給相關(guān)合作者。博導(dǎo)兼當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Ariando教授看了興奮不已，提出投稿至Nature。
2025年3月13日，鄒濘倪收到了來(lái)自Nature的接收確認(rèn)信。為了讓這項(xiàng)成果盡快問(wèn)世，Nature以加速上線形式（AAP）在一周內(nèi)發(fā)表了他的論文。加上在樣品測(cè)量中做出貢獻(xiàn)的同實(shí)驗(yàn)室博士生羅朝陽(yáng)（Zhaoyang Luo），論文的署名作者只有3人。
論文作者鄒濘倪（右）、Ariando（中）及羅朝陽(yáng)
一支舞蹈“帶飛導(dǎo)師”
這不僅是鄒濘倪的首篇頂刊論文，也是新加坡國(guó)立大學(xué)量子材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的第一項(xiàng)頂刊成果，更是導(dǎo)師Ariando的“人生第一次”。
收到Nature的接收確認(rèn)信后，Ariando第一時(shí)間打電話給鄒濘倪：“我們要不要一起跳幾下！”新加坡國(guó)立大學(xué)物理系主任Gong Jiabin甚至給全系師生群發(fā)了郵件，祝賀鄒濘倪等三人取得“重要突破”，為新加坡超導(dǎo)研究作出“巨大貢獻(xiàn)”。
相比之下，作為第一完成人的鄒濘倪反倒很平靜?！皩?duì)我來(lái)說(shuō)，做實(shí)驗(yàn)的初衷是為了驗(yàn)證理論模型，拿到結(jié)果時(shí)，我就已經(jīng)知道它是吻合的。不管期刊接收與否，科學(xué)的結(jié)果都是必然的?！?span style="display:none">tGD即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
3月30日傍晚，鄒濘倪再次來(lái)到實(shí)驗(yàn)室?？吹揭慌排排惆樽约鹤哌^(guò)無(wú)數(shù)日夜的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，一股熟悉的幸福感涌上心頭。在妻子的建議下，鄒濘倪穿上他最喜歡的那件白色襯衫，戴上墨鏡，隨機(jī)跳了一段“搖擺舞”。
隨后，他將這段即興舞蹈發(fā)布在自己的社交媒體賬號(hào)下，配上歌曲《無(wú)敵》的旋律，冠以“帶飛導(dǎo)師”之舞的惹眼標(biāo)簽，引來(lái)大批網(wǎng)友圍觀。大家紛紛驚嘆于鄒濘倪重磅研究成果和魔性舞姿之間的劇烈反差?！耙菜闶菍?duì)成果的一種普及和宣傳?！编u濘倪笑著說(shuō)。
網(wǎng)友們對(duì)“帶飛導(dǎo)師”的討論格外熱烈。不同于常見的“老板帶飛”模式，鄒濘倪的此項(xiàng)成果確實(shí)稱得上“帶飛導(dǎo)師”，不僅為自己帶來(lái)了榮譽(yù)，也為導(dǎo)師Ariando的履歷增添光輝一筆。
但事實(shí)上，Ariando帶領(lǐng)下的實(shí)驗(yàn)室對(duì)鄒濘倪而言，是一座科學(xué)研究的“游樂(lè)場(chǎng)”。作為實(shí)驗(yàn)室“工頭”，Ariando充分尊重年輕人的自主意愿，從不干涉學(xué)生和研究員們的學(xué)術(shù)計(jì)劃，自己負(fù)責(zé)保障好“后勤”，解決“實(shí)驗(yàn)設(shè)備和水電費(fèi)”的問(wèn)題?！吧踔帘究粕伎梢詠?lái)實(shí)驗(yàn)室做研究。所有工具設(shè)備都在那兒，大家隨便玩，有想法就馬上‘跑’實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)師從不介入?！?span style="display:none">tGD即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
鄒濘倪認(rèn)為，這種充滿松弛感的研究氛圍是他做出成果的重要原因。提起導(dǎo)師Ariando，鄒濘倪總會(huì)不自覺(jué)地笑起來(lái)。相比師生或上下級(jí)，他們更像是一對(duì)惺惺相惜的好友。Ariando平時(shí)會(huì)毫不吝嗇地給出贊美，夸獎(jiǎng)鄒濘倪“有超出現(xiàn)在職位的能力”。
“不畏權(quán)威，不湊熱鬧”
鄒濘倪最喜歡的讀物是《西游記》，尤其欣賞孫悟空。
“他大鬧天宮時(shí)那種不畏天庭、不畏眾仙的精神給我很強(qiáng)的共鳴?！痹缭谖辶鶜q時(shí)，鄒濘倪就因當(dāng)眾指出數(shù)學(xué)老師的錯(cuò)誤，被對(duì)方“追著打”。
兩年前的APS會(huì)議上，鄒濘倪曾找到鎳基超導(dǎo)的“開山人”Harold Hwang教授當(dāng)面請(qǐng)教。言談間，他發(fā)現(xiàn)自己和Harold Hwang持不同觀點(diǎn)。但鄒濘倪并未膽怯，反而自信、清晰地向?qū)Ψ疥愂隽俗约旱慕Y(jié)論。Harold Hwang聽后，大方鼓勵(lì)了眼前這位年輕人：“超導(dǎo)物理就是要百家爭(zhēng)鳴，觀點(diǎn)不同沒(méi)關(guān)系，可以相互驗(yàn)證。”
鄒濘倪的人生信條是敬畏真理、擁護(hù)事實(shí)。盡管與學(xué)界權(quán)威人士存在分歧，但鄒濘倪始終堅(jiān)信自己的結(jié)論，過(guò)去幾年里無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果給了他這份底氣。“這個(gè)理論模型既能解釋現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，又能從中推導(dǎo)出可預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以我相信自己?！?span style="display:none">tGD即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
正是這股信念，促使鄒濘倪親手完成實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)表成果。
在此過(guò)程中，還發(fā)生過(guò)一段小插曲。2023年下半年，鎳基領(lǐng)域內(nèi)突然傳出一個(gè)爆炸性消息：中山大學(xué)教授王猛團(tuán)隊(duì)在15 GPa液壓壓力下、壓縮鎳氧化物L(fēng)a3Ni2O7的晶體條件下，發(fā)現(xiàn)了高達(dá)80 K的高溫超導(dǎo)溫度。
消息一出，全球超導(dǎo)界立即掀起一股分析復(fù)現(xiàn)的熱潮。導(dǎo)師和同事紛紛勸鄒濘倪抓緊時(shí)間“跟上”，加入這場(chǎng)復(fù)現(xiàn)競(jìng)賽。
但鄒濘倪不為所動(dòng)?！澳敲炊嗫茖W(xué)家都去做了，多我一個(gè)不多，少我一個(gè)不少。”他選擇“不湊熱鬧”，繼續(xù)埋頭驗(yàn)證自己的理論模型，最終成功合成預(yù)測(cè)材料。
想到兩次“不從流”的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，鄒濘倪覺(jué)得原因在于初心。他做研究的出發(fā)點(diǎn)向來(lái)都是興趣，從未計(jì)較過(guò)能否發(fā)表論文。最初選擇鎳基超導(dǎo)作為研究方向，也是因?yàn)殒嚮瑢?dǎo)更“新”，對(duì)物理學(xué)的進(jìn)步影響更大。決定投入近兩年時(shí)間做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，也只為了能更透徹地理解高溫超導(dǎo)機(jī)制本身。
在鄒濘倪看來(lái)，論文并不重要，是否把一個(gè)研究工作做透了、做懂了，是否很好地解答了自己的疑惑才是最重要的目的。即便這項(xiàng)研究失敗了，鄒濘倪也并不感到惋惜?！皩?shí)驗(yàn)過(guò)程本身就是一種答案。對(duì)物理學(xué)而言，錯(cuò)誤也是一種進(jìn)步?！?span style="display:none">tGD即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
這位青年科學(xué)家從不避諱談?wù)摻酉聛?lái)的研究計(jì)劃，他的每一篇論文結(jié)尾都會(huì)提及后續(xù)的工作重心。兩年前在APS會(huì)議上做完報(bào)告后，鄒濘倪甚至興奮地向聽眾提出：“大家可以一起驗(yàn)證一起做！”
他不在意最終是誰(shuí)拿到了結(jié)果、發(fā)表了論文，“無(wú)論是誰(shuí)成功，都屬物理學(xué)的進(jìn)步?！?span style="display:none">tGD即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
相關(guān)論文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08893-4
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