‘Sesuatu yang serius tidak kena’: Kajian superkonduktiviti suhu bilik ditarik balik

Pada tahun 2020, Ranga Dias, seorang ahli fizik di Universiti Rochester, dan rakan-rakannya menerbitkan keputusan sensasi dalam alam semula jadi, dipaparkan pada muka depannya. Mereka mendakwa telah menemui superkonduktor suhu bilik: bahan di mana arus elektrik mengalir tanpa geseran tanpa memerlukan sistem penyejukan khas. Walaupun ia hanyalah setitik karbon, sulfur dan hidrogen yang ditempa di bawah tekanan yang melampau, harapannya ialah suatu hari nanti bahan itu akan membawa kepada varian yang membolehkan grid elektrik tanpa kehilangan dan magnet murah untuk mesin MRI, kereta api maglev, penghancur atom dan gabungan. reaktor.

Kepercayaan terhadap hasilnya kini semakin menguap. Pada Isnin alam semula jadi menarik balik kajian, memetik isu data yang dibangkitkan oleh saintis lain sejak 2 tahun lalu yang telah menjejaskan keyakinan terhadap salah satu daripada dua tanda utama superkonduktiviti yang didakwa oleh pasukan Dias. “Terdapat banyak soalan mengenai keputusan ini untuk seketika, ” kata James Hamlin, ahli fizik bahan pekat eksperimen di Universiti Florida. Tetapi Jorge Hirsch, seorang ahli fizik teori di University of California, San Diego (UCSD), dan pengkritik lama kajian itu, mengatakan penarikan balik tidak cukup jauh. Dia percaya ia mengilaukan apa yang dikatakannya adalah bukti salah laku saintifik. “Saya fikir ini adalah masalah sebenar,” katanya. “Anda tidak boleh meninggalkannya sebagai, ‘Oh, ia adalah perbezaan pendapat.’”

Penarikan balik adalah luar biasa dalam hal itu alam semula jadi editor mengambil langkah atas bantahan kesemua sembilan pengarang kertas itu. “Kami tetap dengan kerja kami, dan ia telah disahkan secara eksperimen dan teori,” kata Dias. Ashkan Salamat, seorang ahli fizik di Universiti Nevada, Las Vegas, dan seorang lagi ahli kanan kerjasama itu, menunjukkan penarikan balik itu tidak mempersoalkan penurunan rintangan elektrik—bahagian paling penting dalam sebarang tuntutan superkonduktiviti. Dia menambah, “Kami keliru dan kecewa dalam membuat keputusan oleh pihak alam semula jadi Lembaga pengarang.”

Penarikan balik berlaku walaupun keseronokan membina untuk kelas bahan pengalir super yang dipanggil hidrida, yang termasuk hidrida sulfur berkarbon (CSH) yang dibangunkan oleh pasukan Dias. Di bawah tekanan yang lebih besar daripada di pusat Bumi, hidrogen dianggap berkelakuan seperti logam superkonduktor. Menambah unsur lain pada hidrogen—mencipta struktur hidrida—boleh meningkatkan “tekanan kimia”, mengurangkan keperluan untuk tekanan luaran dan menjadikan superkonduktiviti boleh dicapai dalam ragum makmal kecil yang dipanggil sel andas berlian. Seperti yang dikatakan oleh Lilia Boeri, seorang ahli fizik teori di Universiti Sapienza Rom, “Hidrida ini adalah sejenis realisasi hidrogen logam pada tekanan yang sedikit lebih rendah.”

Pada tahun 2015, Mikhail Eremets, ahli fizik eksperimen di Institut Kimia Max Planck, dan rakan sekerja melaporkan hidrida superkonduktor pertama: campuran hidrogen dan sulfur yang, di bawah tekanan yang besar, menunjukkan penurunan mendadak dalam rintangan elektrik pada suhu kritikal (Tc ) daripada 203 K (–70°C). Itu tidak mendekati suhu bilik, tetapi lebih panas daripada Tc untuk kebanyakan bahan superkonduktor. Sesetengah ahli teori berpendapat menambah elemen ketiga pada campuran akan memberi penyelidik pembolehubah baharu untuk dimainkan, membolehkan mereka lebih dekat dengan tekanan ambien-atau suhu bilik. Untuk tahun 2020 alam semula jadi kertas, Dias dan rakan sekerja menambah karbon, menghancurkan campuran dalam sel andas berlian, dan memanaskannya dengan laser untuk mencipta bahan baharu. mereka dilaporkan bahawa ujian menunjukkan penurunan mendadak dalam rintangan pada Tc 288 K (15°C)—kira-kira suhu bilik—dan tekanan 267 gigapascal, kira-kira 75% daripada tekanan di pusat Bumi.

Tetapi dalam bidang yang telah menyaksikan banyak tuntutan superkonduktor datang dan pergi, penurunan rintangan sahaja tidak dianggap mencukupi. Piawaian emas adalah untuk memberikan bukti satu lagi sifat utama superkonduktor: keupayaan mereka untuk mengeluarkan medan magnet yang digunakan apabila mereka melintasi Tc dan menjadi superkonduktor. Mengukur kesan itu dalam sel andas berlian adalah tidak praktikal, jadi pakar eksperimen yang bekerja dengan hidrida sering mengukur kuantiti berkaitan yang dipanggil “kerentanan magnetik.” Walaupun begitu, mereka mesti bersaing dengan wayar dan sampel kecil, tekanan besar, dan isyarat magnet latar belakang daripada gasket logam dan komponen eksperimen lain. “Ia seperti anda cuba melihat bintang apabila Matahari keluar,” kata Hamlin.

Data kerentanan magnet kajian adalah yang membawa kepada penarikan balik. Ahli pasukan melaporkan bahawa isyarat kerentanan muncul selepas mereka menolak isyarat latar belakang, tetapi mereka tidak memasukkan data mentah. Peninggalan itu mengecewakan pengkritik, yang juga mengadu bahawa pasukan itu bergantung pada latar belakang “ditentukan pengguna”—latar belakang yang diandaikan dan bukannya latar belakang yang diukur. Tetapi Salamat berkata bergantung pada latar belakang yang ditentukan pengguna adalah kebiasaan dalam fizik tekanan tinggi kerana latar belakangnya sangat sukar untuk diukur secara eksperimen.

Sebagai tindak balas kepada beberapa kritikan, Dias dan Salamat pada tahun 2021 menyiarkan kertas kerja ke pelayan pracetak fizik arXiv. Ia mengandungi data kerentanan mentah dan dikatakan menerangkan cara latar belakang ditolak. “Ia menimbulkan lebih banyak soalan daripada yang dijawab, ” kata Brad Ramshaw, seorang ahli fizik bahan kuantum di Cornell University. “Proses beralih daripada data mentah kepada data yang diterbitkan adalah sangat legap.”

Hirsch, jenama api yang telah mengkritik tuntutan superkonduktiviti hidrida lain, telah membuat tuduhan yang lebih kuat. Beliau berkata beberapa data yang diterbitkan yang dibentangkan oleh Dias dan Salamat boleh diwakili oleh keluk polinomial yang licin-tidak mungkin untuk pengukuran makmal yang bising. “Saya fikir mereka direka-reka, ” kata Hirsch. Dia juga menyatakan persamaan yang mencurigakan dengan data pada tahun 2009 Surat Semakan Fizikal kertas tentang superkonduktiviti dalam europium di bawah tekanan tinggi. Kajian itu, yang berkongsi seorang pengarang dengan alam semula jadi kertas, telah ditarik balik tahun lepas kerana data kerentanan magnetik yang tidak tepat.

Dalam pracetak, Hirsch terus memalu kajian Dias—dengan begitu kuat sehingga pada bulan Februari, dia dilarang membuat siaran sementara ke arXiv. Dia juga mengadu kepada Universiti Rochester, yang dalam dua siasatan mendapati tiada bukti salah laku saintifik. Bulan ini, Hirsch dan seorang lagi pengkritik, Dirk van der Marel, seorang ahli fizik bahan pekat di Universiti Geneva, menerbitkan kesimpulan mereka bahawa data kerentanan dalam kajian Dias adalah “patologi.” Van der Marel berbesar hati dengan alam semula jadi penarikan balik. “Adalah baik untuk mengetahui anda tidak bersendirian dalam mempercayai sesuatu yang serius salah,” katanya.

Dias berkata pasukan itu merancang untuk menyerahkan semula kertas itu kepada alam semula jadi tanpa sebarang penolakan latar belakang; dia berkata data mentah sahaja menunjukkan perubahan dalam kerentanan magnet. Salamat juga menyatakan bahawa Hirsch dan Van der Marel bukanlah pakar eksperimen tekanan tinggi. “Kami percaya bahawa beberapa tindakan mereka telah berubah menjadi serangan peribadi,” katanya. “Kami tidak akan membiarkan orang membaling lumpur ke arah kami dari jauh.” Dias menghantar surat “berhenti dan berhenti” kepada Van der Marel dan kepada pengerusi jabatan dan dekan Hirsch di UCSD.

Eremets berkata kajian Dias mungkin masih betul tentang CSH. Tetapi dia telah mencuba sekurang-kurangnya enam kali untuk meniru keputusan dan gagal. Walaupun pasukan Dias telah berkongsi asas-asas protokol percubaannya, Eremets berkata mereka kurang memberikan perincian, seperti jenis karbon yang mereka gunakan dalam campuran CSH mereka. Boeri bersetuju. “Terdapat ramai orang yang lebih berhati-hati, dan mereka berkongsi data, dan mereka berkongsi sampel,” katanya.

Salamat berkata rakan sekerja dialu-alukan untuk datang ke makmal mereka dan mematuhi kaedah dan protokol mereka. “Kami mempunyai dasar pintu terbuka.” Dan dia menunjuk kepada a Replikasi CSH diterbitkan pada bulan Julai. Pengkritik mempersoalkan kemerdekaannya, bagaimanapun, kerana ia diketuai oleh kumpulan Salamat dan termasuk banyak pengarang yang sama seperti alam semula jadi kertas.

Dias dan Salamat tidak perlahan. Kedua-duanya telah mengasaskan syarikat, Unearthly Materials, untuk mengejar superkonduktor suhu bilik komersial. Pada persidangan musim panas ini, Dias telah membentangkan tuntutan superkonduktiviti dalam sebatian hidrida baharu. Walaupun dia enggan mengulas mengenai dakwaan itu sehingga ia diterbitkan, dia berkata, “Kami telah beralih daripada kerja 2020.” Salamat menambah, “Kami berada di ambang era baharu superkonduktiviti suhu tinggi.”

Eremets ragu-ragu bahawa superkonduktor baru Dias akan berdiri untuk penelitian. “Bagaimana ini boleh berlaku? Semua yang disentuhnya bertukar menjadi emas.” Tetapi dia yakin bahawa kerja sains yang sabar, disokong oleh replikasi yang teliti, akan menyusun janji sebenar hidrida daripada tuntutan yang dipersoalkan. “Sains tidak takut dengan perkara-perkara ini,” katanya. “Kebenaran, lambat laun, akan datang.”

We wish to give thanks to the writer of this article for this incredible web content

‘Sesuatu yang serius tidak kena’: Kajian superkonduktiviti suhu bilik ditarik balik


You can find our social media profiles here , as well as other related pages herehttps://paw6.info/related-pages/