半年前慘遭Nature撤稿，“室溫超導(dǎo)”今日卷土重來(lái)_環(huán)球新動(dòng)態(tài)

太平洋時(shí)間3月7日，美國(guó)羅徹斯特大學(xué)的Ranga Dias團(tuán)隊(duì)聲稱成功研發(fā)出了在接近常壓環(huán)境下工作的室溫超導(dǎo)材料。如果這項(xiàng)成果真的可靠，那么常壓下的室溫超導(dǎo)技術(shù)幾乎已經(jīng)近在咫尺。這項(xiàng)成果本身也將成為21世紀(jì)以來(lái)最重大的技術(shù)突破之一。

但是就在半年前，Dias團(tuán)隊(duì)已有一項(xiàng)高壓室溫超導(dǎo)研究遭到了Nature的“單方面撤稿”。原因是學(xué)界對(duì)其研究數(shù)據(jù)的廣泛質(zhì)疑。那么，這一次Dias團(tuán)隊(duì)帶來(lái)的室溫超導(dǎo)成果，是可靠的嗎？

(資料圖片僅供參考)

Nature再次發(fā)表了Dias的論文

太平洋時(shí)間3月7日15時(shí)12分至24分，Ranga Dias在美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)會(huì)議上作了簡(jiǎn)短的分享，并且尚未接受任何提問(wèn)。而正是這十多分鐘的報(bào)告，再次引爆了學(xué)界輿論。

Dias團(tuán)隊(duì)表示，他們構(gòu)建出了一種三元镥氮?dú)潴w系的超導(dǎo)材料，該材料在10kbar壓強(qiáng)下（約一萬(wàn)個(gè)大氣壓），超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度最高達(dá)到了294K（約21攝氏度）。也就是說(shuō)，如果研究可靠，他們成功實(shí)現(xiàn)了近常壓環(huán)境下的室溫超導(dǎo)材料。Ranga Dias表示：“這是可實(shí)際應(yīng)用的新型材料的一個(gè)開(kāi)端。”

但是，研究成果確實(shí)可靠嗎？

上一次撤稿

2020年，Dias團(tuán)隊(duì)在Nature發(fā)表封面文章，研究宣稱在267 GPa、287 K（約15 ℃）條件下實(shí)現(xiàn)了碳-硫-氫（CSH）體系超導(dǎo)材料。盡管該材料還只是在極端壓力條件下鍛造的碳、硫和氫的微粒，但它仍然極大地震撼了人們，因?yàn)槌瑢?dǎo)材料的低溫限制基本被攻破，已十分接近于室溫。

2022年9月26日，Nature撤下了該論文，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Dias等作者堅(jiān)持認(rèn)為，原始數(shù)據(jù)能夠支持論文的主要結(jié)論。但是，論文發(fā)表兩年中其他科學(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。

這一金剛石壓砧裝置為超導(dǎo)材料提供了必須的壓力

圖片來(lái)源：DAN SHIM/ASU

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。”

質(zhì)疑主要來(lái)源是數(shù)據(jù)的真實(shí)性與數(shù)據(jù)解釋。這里涉及的主要數(shù)據(jù)是磁化率。超導(dǎo)的特性變化不僅僅在于電阻的降低，其另一個(gè)關(guān)鍵特征是完全抗磁性。完全抗磁性又稱邁斯納效應(yīng)，是指超導(dǎo)體從一般狀態(tài)相變至超導(dǎo)態(tài)的過(guò)程中對(duì)磁場(chǎng)的排斥現(xiàn)象。

但要在金剛石壓砧中測(cè)量邁斯納效應(yīng)近乎不可能，因此科學(xué)家們轉(zhuǎn)而測(cè)量另一個(gè)相關(guān)量，即“磁化率”。但測(cè)量磁化率難度也不小，比如樣品尺度太小、高壓環(huán)境、實(shí)驗(yàn)組件嘈雜的背景磁信號(hào)都是測(cè)量的阻力。

Dias的研究的磁化率測(cè)量數(shù)據(jù)是導(dǎo)致撤稿的主要原因。Dias的團(tuán)隊(duì)報(bào)告說(shuō)，他們?cè)跍p去背景信號(hào)后測(cè)量到了磁化率數(shù)據(jù)，但卻沒(méi)有公布這一原始數(shù)據(jù)。針對(duì)部分批評(píng)，Dias 和 Salamat 在2021年將論文發(fā)布到 arXiv 預(yù)印本平臺(tái)，該版本包含了原始磁化率數(shù)據(jù)，并試圖解釋他們是如何減去背景信號(hào)的。

Ranga Dias

圖片來(lái)源：J. Adam Fenster / University of Rochester

這種不完全披露數(shù)據(jù)的方式，受到了很多人的批評(píng)。更有人質(zhì)疑，Dias所謂數(shù)據(jù)處理是一種捏造，所謂的室溫超導(dǎo)其實(shí)并不存在，真實(shí)發(fā)生的其實(shí)“只有一次學(xué)術(shù)不端”。

而至于本次研究，同樣的質(zhì)疑依然存在。尤其是Dias團(tuán)隊(duì)在剛剛與Nature方面經(jīng)歷了一次不愉快的撤稿后，Dias所發(fā)布的研究一定會(huì)面臨學(xué)界更嚴(yán)格的審視。

這次室溫超導(dǎo)的結(jié)果如何？我們且讓子彈飛一會(huì)兒。

參考文獻(xiàn)：

[1] https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0

[2]https://www.sciencenews.org/article/superconductor-room-temperature-scrutiny

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