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《自然》撤回了2020年轰动一时的常温超导论文
2020年,罗切斯特大学的物理学家 Ranga Dias 和同事的研究论文被选为当期《自然》封面文章,刊出后轰动一时。他们声称实现了室温超导,尽管还需要极端的压力环境。见 往期新鲜事→15℃!物理学家首次实现了真正的常温超导
现在,学术界对他们的信心正在蒸发。周一,《自然》杂志撤回了这篇论文,理由是其他科学家在过去 2 年中提出的数据问题削弱了Dias团队的证据的可靠性。佛罗里达大学的实验凝聚态物理学家James Hamlin说:“一段时间以来,人们对这一结果存在很多疑问。”但加州大学圣地亚哥分校 (UCSD) 的理论物理学家、长期批评这项研究的Jorge Hirsch表示,仅仅撤回还不够。他认为这是对科学不端行为的敷衍。 “我认为这才是真正的问题所在,你不能把它当作‘哦,撤回是因为学术争论’。”
撤回是不寻常的,该论文的所有9位作者统统表示反对。 “我们坚持我们的工作已在实验和理论上得到验证。”Dias说。内华达大学拉斯维加斯分校的物理学家、另一位高级合著者 Ashkan Salamat 补充说:“我们对《自然》编委会的决策感到困惑和失望。”
2015 年,马克斯普朗克化学研究所的实验物理学家 Mikhail Eremets 和同事发现了第一种超导氢化物:氢和硫的混合物。在巨大的压力下,在203 K (–70°C)临界温度下出现超导特性。这远低于室温,但比大多数超导温度要高。一些理论家认为,在混合物中添加第三种元素将提供新的变量,能够使材料更接近环境压力或室温。在2020 的 Nature 论文里,Dias和同事添加了碳,在金刚石砧室中粉碎混合物,并用激光加热以产生新物质。他们报告说,测试显示在 288 K (15°C) 的临界温度和 267 吉帕的压力下,电阻急剧下降。
但仅有电阻下降是不够的。黄金标准是提供另一个关键属性的证据:当材料超导时,它们能够排出外加磁场。在金刚石砧座中测量这种效应是不切实际的,因此研究氢化物的实验者经常测量相关的量,称为“磁化率”。即便如此,他们也必须 应对 微小的电线和样品、巨大的压力以及来自金属垫圈和其他实验组件的背景磁信号。 “这就像你在太阳出来时观察背景里的一颗星星。”Hamlin说。
磁化率数据恰是导致《自然》撤回文章的原因。团队成员报告说,减去背景信号后出现了易感性信号,但他们没有提交原始数据。这一遗漏让批评者感到沮丧,他们还抱怨团队依赖于“用户定义”的背景——假定的背景而不是可测量的背景。但 Salamat 说,在高压物理中,依赖用户定义的背景是很常见的,因为真实背景很难通过实验测量。
针对部分批评,Dias 和 Salamat 在 2021 年将论文发布到 arXiv 物理预印本服务器。它包含磁场敏感性数据,并解释了他们如何排除了背景信号。 “它提出的问题比回答的要多。”康奈尔大学的量子材料物理学家Brad Ramshaw说,“从原始数据到发布数据的过程非常不透明。”
严厉的批评者Hirsch提出了更有力的指控。他说,一些已发表数据可以用平滑的多项式曲线表示——在真实测量里不可能出现的。 “我认为它们是捏造的。”
在预印本服务器社区里,Hirsch一直在抨击 Dias 的研究,以至于在 2 月,因为措辞过于尖锐,他被暂时禁止在arXiv 上发帖。他还向罗切斯特大学投诉,该大学在两次调查中没有发现任何科学不端行为的证据。本月,Hirsch和另一位评论家、日内瓦大学凝聚态物理学家 Dirk van der Marel 发表了他们的调查结论,即Dias的数据是“病态的”。 Van der Marel 对 Nature 的决定感到鼓舞。 “很高兴知道你并不是唯一一个相信某些事情是严重错误的人。”
关于Hirsch的论战,见往期新鲜事 常温超导争议,因双方语言出格,ArXiv撤下了多篇论文禁言了一位作者
Dias说,该团队计划在不删减任何内容的情况下重新向《自然》提交论文;他说,原始数据就显示了磁化率的改变。 Salamat 还指出,Hirsch 和 Van der Marel 不是高压物理的实验家。 “我们认为他们的行为已经转向人身攻击。” Dias 向 Van der Marel 以及 Hirsch 的系主任和加州大学圣地亚哥分校的院长发送了的抗议信函。
Eremets 说,Dias 的研究可能是正确的。但他至少进行了6次再现实验,但都失败了。尽管 Dias 的团队已经分享了实验方案,但 Eremets 表示,他们在细节方面没有那么坦率,例如他们在 CSH 混合物中使用的碳类型。
Salamat 说,欢迎同事们来到他们的实验室并观察他们的方法。 “我们有开放政策。”他指出,7月还公布了一起CSH验证实验。然而,批评者质疑它的独立性,因为它是由 Salamat领导的,并且包括许多争议论文的共同作者。
Dias和Salamat 并没有放慢脚步。两人共同创立了一家名为 Unearthly Materials 的公司,以研发商用室温超导体。在今年夏天的会议上,Salamat说:“我们正处于高温超导新时代的边缘。”
Eremets 怀疑Dias的新型超导体能否经得起审查。 “这怎么可能?他接触到的一切都会变成金子。”*但他相信,以艰苦劳动和耐心为基础的科学实验工作将找出真相。 “科学并不害怕这些东西,真相迟早会来。”
https://www.science.org/content/article/something-seriously-wrong-room-temperature-superconductivity-study-retracted
*这句话意指Dias 17年还制造出了 金属氢。但未来得及经过审查,样本就因意外毁掉了。往期新鲜事也有,但链接找不到咯。