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物理圈炸鍋!曾被撤稿的美國(guó)科學(xué)家再次宣稱創(chuàng)造室溫超導(dǎo)

來(lái)源:澎湃新聞 時(shí)間:2023-03-09 09:57:44

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· 研究人員將氫、氮、镥組成的材料混合在金剛石壓砧中,施加不同的壓力,測(cè)量電阻。在21°C的溫度下,材料失去電阻,不過(guò)仍然需要約大氣壓力的10000倍下才能實(shí)現(xiàn)材料的超導(dǎo)性能。


· 如果這一研究成果得到證實(shí),這種材料有望用于現(xiàn)實(shí)。不過(guò)這項(xiàng)研究可能會(huì)面臨嚴(yán)重質(zhì)疑,部分原因是該團(tuán)隊(duì)早期發(fā)表的文章聲稱在15°C下發(fā)現(xiàn)了一材料的超導(dǎo)性,但后來(lái)論文被撤回。


科學(xué)家找到夢(mèng)寐以求的室溫超導(dǎo)了嗎?當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月7日,一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)稱,他們發(fā)現(xiàn)了在實(shí)用條件下工作的室溫超導(dǎo)。但該團(tuán)隊(duì)此前聲稱破紀(jì)錄的室溫超導(dǎo)一直存在爭(zhēng)議,半年前甚至遭遇論文撤稿,因此新的研究結(jié)果或?qū)⒚媾R嚴(yán)格審查。


超導(dǎo)是指在特定低溫條件下呈現(xiàn)出電阻為零的特性以及具備完全抗磁性的材料。一個(gè)多世紀(jì)前,荷蘭物理學(xué)家??恕た┝帧ぐ簝?nèi)斯第一次在約-268°C的汞中發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)。也就是說(shuō),只要冷卻到極低溫度,很多材料可以變成超導(dǎo),能在沒(méi)有電阻的情況下傳輸電流。一些超導(dǎo)可以在溫度更高的條件下工作,但必須施加極高的壓力,因此這個(gè)方法并不實(shí)用。


而據(jù)美國(guó)《科學(xué)新聞》報(bào)道,紐約羅切斯特大學(xué)物理學(xué)家朗加·迪亞斯(Ranga Dias)當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月7日在美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)上介紹了團(tuán)隊(duì)的研究新進(jìn)展。據(jù)稱他們創(chuàng)造出的超導(dǎo)可在室溫和相對(duì)較低的壓力下工作。


紐約羅切斯特大學(xué)物理學(xué)家朗加·迪亞斯當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月7日在美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)上介紹了團(tuán)隊(duì)的研究新進(jìn)展。


研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種由氫、氮、镥組成的材料,迪亞斯和同事將這些元素混合在金剛石壓砧(diamond anvil cell,產(chǎn)生超高壓的裝置)中,施加不同的壓力,測(cè)量電阻。開(kāi)爾文(Kelvins,K)是一種絕對(duì)溫標(biāo),以絕對(duì)零度為計(jì)算起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在294K(即21°C)的溫度下,材料失去電阻,不過(guò)仍然需要10kbar(約大氣壓力的10000倍)壓力才能實(shí)現(xiàn)材料的超導(dǎo)性能。但這已經(jīng)遠(yuǎn)低于在室溫工作的超導(dǎo)通常所需要的數(shù)百萬(wàn)個(gè)大氣壓。迪亞斯表示,“這是可用于實(shí)際應(yīng)用的新材料的開(kāi)端?!?/p>


如果這一研究成果得到證實(shí),這種材料有望用于現(xiàn)實(shí)。不過(guò)這項(xiàng)研究可能會(huì)面臨嚴(yán)重質(zhì)疑,部分原因是該團(tuán)隊(duì)早期發(fā)表的文章聲稱在15°C下發(fā)現(xiàn)了一材料的超導(dǎo)性。2020年10月,《自然》雜志報(bào)道了迪亞斯聯(lián)合內(nèi)華達(dá)大學(xué)等團(tuán)隊(duì)在室溫超導(dǎo)領(lǐng)域的突破,實(shí)現(xiàn)了15℃溫度下的碳?xì)淞蚧锍瑢?dǎo)。這種新型室溫超導(dǎo)體要在267GPa(1GPa=10kbar)的壓力下工作。但在2022年9月26日,《自然》雜志撤回論文,稱研究人員在數(shù)據(jù)處理方面存在違規(guī)行為。


撤稿聲明顯示,該研究關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理、分析的有效性受到懷疑,盡管作者堅(jiān)持認(rèn)為原始數(shù)據(jù)能夠支持論文的主要結(jié)論,但過(guò)去兩年中其他科學(xué)家對(duì)研究數(shù)據(jù)的頻繁質(zhì)疑無(wú)疑削弱了論文可信度。佛羅里達(dá)大學(xué)凝聚態(tài)物理學(xué)家James Hamlin說(shuō):“人們質(zhì)疑這項(xiàng)研究已有相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間?!?加州大學(xué)圣地亞哥分校理論物理學(xué)家Jorge Hirsch表示,僅僅是撤稿還不足夠,他認(rèn)為這反而掩飾了該研究中的學(xué)術(shù)不端現(xiàn)象:“我認(rèn)為這里面有大問(wèn)題,你不能把它視作普通的意見(jiàn)分歧?!?/p>


這次撤稿的不尋常之處在于,《自然》編輯不顧9位作者的反對(duì)采取了強(qiáng)制撤稿行為。迪亞斯表示:“我們堅(jiān)持我們的研究結(jié)論已經(jīng)在理論和實(shí)驗(yàn)上得到了驗(yàn)證?!?該研究的合著者、內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校物理學(xué)家Ashkan Salamat則指出,撤稿聲明并沒(méi)有質(zhì)疑研究結(jié)論最關(guān)鍵的部分——超導(dǎo)體電阻的下降。他說(shuō):“我們對(duì)《自然》編委會(huì)的決策感到困惑和失望?!?/p>


而在2017年,當(dāng)時(shí)在哈佛大學(xué)的迪亞斯和他的導(dǎo)師伊薩克·西維拉(Isaac Silvera)在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的一篇同行評(píng)議論文中聲稱發(fā)現(xiàn)了金屬氫。據(jù)英國(guó)物理學(xué)會(huì)《物理世界》報(bào)道,他們把金剛石壓砧里的氫壓縮到接近500萬(wàn)個(gè)大氣壓的壓力下,通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察,氫樣品有了金屬光澤。由于手頭沒(méi)有更好的設(shè)備,他們用iPhone拍下了樣品照片。后來(lái),一些專家質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性,并提出迪亞斯和他導(dǎo)師的這個(gè)實(shí)驗(yàn)未能重復(fù)實(shí)現(xiàn)。


但迪亞斯和西維拉聲稱,他們重復(fù)了之前的實(shí)驗(yàn),并觀察到了同樣的結(jié)果?!按蠹s一年前,我們?cè)诟邏合聫?fù)制了一個(gè)樣本,但由于技術(shù)原因,我們無(wú)法測(cè)量壓力,所以我們沒(méi)有發(fā)表?!蔽骶S拉說(shuō)。


原標(biāo)題:美國(guó)科學(xué)家被撤稿6個(gè)月后再次宣稱創(chuàng)造室溫超導(dǎo),仍面臨質(zhì)疑


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