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

太平洋時間3月7日，美國羅徹斯特大學的Ranga Dias團隊聲稱成功研發(fā)出了在接近常壓環(huán)境下工作的室溫超導材料。如果這項成果真的可靠，那么常壓下的室溫超導技術(shù)幾乎已經(jīng)近在咫尺。這項成果本身也將成為21世紀以來最重大的技術(shù)突破之一。

但是就在半年前，Dias團隊已有一項高壓室溫超導研究遭到了Nature的“單方面撤稿”。原因是學界對其研究數(shù)據(jù)的廣泛質(zhì)疑。那么，這一次Dias團隊帶來的室溫超導成果，是可靠的嗎？

(資料圖片僅供參考)

Nature再次發(fā)表了Dias的論文

太平洋時間3月7日15時12分至24分，Ranga Dias在美國物理學會年會會議上作了簡短的分享，并且尚未接受任何提問。而正是這十多分鐘的報告，再次引爆了學界輿論。

Dias團隊表示，他們構(gòu)建出了一種三元镥氮氫體系的超導材料，該材料在10kbar壓強下（約一萬個大氣壓），超導轉(zhuǎn)變溫度最高達到了294K（約21攝氏度）。也就是說，如果研究可靠，他們成功實現(xiàn)了近常壓環(huán)境下的室溫超導材料。Ranga Dias表示：“這是可實際應用的新型材料的一個開端?！?/p>

但是，研究成果確實可靠嗎？

上一次撤稿

2020年，Dias團隊在Nature發(fā)表封面文章，研究宣稱在267 GPa、287 K（約15 ℃）條件下實現(xiàn)了碳-硫-氫（CSH）體系超導材料。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，因為超導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等作者堅持認為，原始數(shù)據(jù)能夠支持論文的主要結(jié)論。但是，論文發(fā)表兩年中其他科學家對研究數(shù)據(jù)的頻繁質(zhì)疑，無疑削弱了論文可信度。

這一金剛石壓砧裝置為超導材料提供了必須的壓力

圖片來源：DAN SHIM/ASU

佛羅里達大學凝聚態(tài)物理學家James Hamlin說：“人們質(zhì)疑這項研究已有相當長一段時間?！?加州大學圣地亞哥分校理論物理學家Jorge Hirsch表示，僅僅是撤稿還不足夠，他認為這反而掩飾了該研究中的學術(shù)不端現(xiàn)象：“我認為這里面有大問題，你不能把它視作普通的意見分歧?！?/p>

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

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

Dias的研究的磁化率測量數(shù)據(jù)是導致撤稿的主要原因。Dias的團隊報告說，他們在減去背景信號后測量到了磁化率數(shù)據(jù)，但卻沒有公布這一原始數(shù)據(jù)。針對部分批評，Dias 和 Salamat 在2021年將論文發(fā)布到 arXiv 預印本平臺，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的。

Ranga Dias

圖片來源：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。更有人質(zhì)疑，Dias所謂數(shù)據(jù)處理是一種捏造，所謂的室溫超導其實并不存在，真實發(fā)生的其實“只有一次學術(shù)不端”。

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

這次室溫超導的結(jié)果如何？我們且讓子彈飛一會兒。

參考文獻：

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

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

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