ابررسانایی آسیب دیده است زیرا محققان به دنبال حرکت از پسرفت - دنیای فیزیک هستند

"من برای اولین بار قصد معرفی یک ماده جدید را دارم." این را فیزیکدان ماده متراکم گفت رنگا دیاس به یک اتاق کنفرانس شلوغ در جلسه مارس انجمن فیزیک آمریکا در اوایل سال جاری در لاس وگاس. ماده مورد بحث هیدرید لوتتیوم دوپ شده با نیتروژن یا Lu-NH بود و دیاس در ادامه اندازه گیری هایی را توصیف کرد که ادعا می کرد شواهدی برای ابررسانایی در دمای قابل توجه 294 کلوین (20 درجه سانتی گراد) تحت فشار 1 گیگا پاسکال (10) دیده است. کیلوبار).

دیاس که در دانشگاه روچستر در ایالات متحده مستقر است، ادعا کرد که بسیاری از علائم ابررسانایی را مشاهده کرده است، مانند کاهش مقاومت الکتریکی به صفر در یک دمای انتقال خاص و موادی که خطوط میدان مغناطیسی را بیرون می راند. او و همکارانش همچنین گرمای ویژه نمونه را اندازه‌گیری کردند که پاسخ مشخصه‌ای را در دمای انتقال نشان داد.

به نظر می‌رسد یافته‌های آن‌ها نقطه اوج یک قرن تلاش در فیزیک ماده متراکم است: جستجو برای موادی که در شرایط محیطی ابررسانا هستند. با این حال، پس از سخنرانی، هیچ کس کلمه ای صحبت نکرد و جشن وحشیانه ای برگزار نشد. دیاس به سادگی صحبت خود را تمام کرد و میکروفون را به سخنران بعدی داد.

یکی از حضار پرسید که آیا سؤالی وجود دارد؟ مینتا آکین، رئیس جلسه از آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور، پاسخ داد: «ما وقت نداریم.» پاسخ او با ناله ای شنیدنی از اتاق استقبال شد.

جو بسیار متفاوت از جلسه قبلی APS مارس در سال 1987 به نظر می رسید - معروف "وودستاک فیزیک" در شهر نیویورک که درست پس از کشف اولین ابررساناهای با دمای بالا اتفاق افتاد.

در آن زمان فیزیکدانان گئورگ بدنورز و الکس مولر دنیای فیزیک ماده متراکم را پس از کشف یک سال قبل از آن که یک ماده حاوی اکسید مس، لانتانیم و باریم در حدود 35 کلوین به ابررسانا تبدیل شد، روشن کرد. این مقدار 50 درصد بیشتر از رکورد قبلی 23 کلوین بود که بیشتر به دست آمده بود. نسبت به یک دهه قبل در نیوبیم-ژرمانیوم (Nb₃GE).

مواد جدید "کاپرات" چنین سروصدایی ایجاد کردند، زیرا آنها فلزات نبودند، بلکه عایق بودند و امکان یافتن استوکیومتری ها و ترکیبات جدیدی را ارائه کردند که به طور بالقوه می توانستند به دمای انتقالی حتی بالاتر برسند.

یک ابررسانا در دمای اتاق جام مقدس بود که امید به کاربردهای گسترده ای از شبکه های انرژی فوق العاده کارآمد گرفته تا کاربردهای پزشکی که به آهنرباهای قدرتمند نیاز دارند را حفظ می کرد.

بدنورز و مولر بعداً جایزه نوبل فیزیک 1987 را برای این کشف دریافت کردند و در دهه‌های بعد، محققان ترکیبات جدیدی بر پایه کوپرات ایجاد کردند که در فشار محیطی به دمای انتقال 133 کلوین و در فشار حدود 166 گیگا پاسکال به دمای 30 کلوین رسید.

از کوپرات ها گرفته تا هیدریدها

در حالی که cuprates بوده است بالفعل پادشاهان ابررسانا در چند دهه گذشته، که در اواسط دهه 2010 شروع به تغییر کردند. در سال 2015 میخائیل ارمتس و همکارانش در موسسه شیمی ماکس پلانک و دانشگاه یوهانس گوتنبرگ ماینز، هر دو در آلمان، ابررسانایی را در 203 کلوین در نمونه ای از سولفید هیدروژن مشاهده کردند.

اگرچه مواد باید تا 150 گیگا پاسکال فشرده شود (طبیعت 525 73، در سال 2018 گروهی به رهبری راسل هملی، سپس در دانشگاه جورج واشنگتن در ایالات متحده، ابررسانایی را در 260 کلوین در سوپرهیدرید لانتانیم گزارش کرد، البته هنوز تحت فشار بیش از 180 گیگا پاسکال، کاری که در سال 2019 منتشر شد.فیزیک کشیش لت. 122 027001).

در همان سال تیم Eremets ابررسانایی را در دمای 250 کلوین گزارش کرد  در هیدرید لانتانیم در 170 گیگا پاسکال (طبیعت 569 528).

کار بر روی این به اصطلاح هیدریدهای دوتایی - ترکیباتی که حاوی هیدروژن و یک عنصر دیگر مانند سولفید هیدروژن هستند - جرقه ای را در جستجوی ابررساناهای با دمای بالا برانگیخت.

اما آنچه که بسیار هیجان انگیز بود این بود که آنها کاملاً از محاسبات اصول اول پیش بینی شده بودند، با تئوری که تقریباً کاملاً با آزمایش مطابقت داشت.

رفتار بی ملاحظه دیاس به اعتبار این رشته لطمه زده است و ممکن است چند سال طول بکشد تا آسیب جبران شود.

لیلیا بوئری

فیزیکدان نظری می‌گوید: «هیدریدها احتمالاً پس از کاپرات‌ها تنها هیجان‌انگیزترین کشف در ابررسانایی و یک داستان موفقیت شگفت‌انگیز از تعامل بین تئوری و آزمایش بوده‌اند.» لیلیا بوئری از دانشگاه رم La Sapienza.

دیاس و همکارانش در سال 2020 وارد بازی ابررسانایی با دمای بالا شدند. گروه دیاس با استفاده از تجربه خود در فشردن هیدروژن به فشار بالا (به کادر زیر مراجعه کنید) مقاله ای در مورد هیدرید گوگرد کربن دار منتشر کرد که ادعا می کرد ابررسانایی را در 288 کلوین تحت فشار حدود 260 گیگا پاسکال نشان می دهد.طبیعت 586 373).

تقریباً در همان زمان دیاس شرکتی به نام Unearthly Materials را برای تجاری سازی ابررساناهای با دمای اتاق تأسیس کرد و در آن سال جایزه ای به این اثر اهدا شد. 2020 دنیای فیزیک موفقیت سال.

در سال 2021 دیاس حتی به عنوان یک نامگذاری شد TIME100 مبتکر بعدی برای کارش "بیایید واضح بگوییم: هاوربردها، قطارهای شناور مغناطیسی و خطوط برق بدون مقاومت امسال یا سال آینده عرضه نمی شوند." زمان مجله "اما به لطف Ranga Dias، آنها از همیشه به هم نزدیک تر هستند."  

اما همه چیز آنطور که به نظر می رسید نبود. در سال 2021 نگرانی‌هایی از سوی محققان در مورد برخی از پردازش داده‌ها در مقاله، به‌ویژه روشی که پس‌زمینه از اندازه‌گیری‌های مقاومت کم شده بود، برای نشان دادن سقوط نمونه به مقاومت صفر پس از دمای انتقال، مطرح شد.

دما داره بالا میره

سپس، در سپتامبر 2022، گروه طبیعت کاغذ پس گرفته شد. در به‌روزرسانی سرمقاله‌ای که توسط نویسندگان نوشته شده است، ما اکنون ثابت کرده‌ایم که برخی از مراحل کلیدی پردازش داده‌ها - یعنی تفریق‌های پس‌زمینه اعمال شده روی داده‌های خام مورد استفاده برای تولید نمودارهای حساسیت مغناطیسی - از یک روش غیر استاندارد و تعریف‌شده توسط کاربر استفاده می‌کنند. از کاغذ اصلی

همه XNUMX نویسنده در مقاله با این تصمیم مخالف بودند طبیعت برای پس گرفتن، اگرچه دانشگاه روچستر سه تحقیق داخلی را آغاز کرد که دو مورد از آنها در ماه مه 2022 تکمیل شد و دیگری پس از بازپس گیری. روچستر اعلام کرد که تحقیقات هیچ مدرکی دال بر سوء رفتار پیدا نکرده است اما منتشر نشده است جزئیات کامل استعلام ها

دیاس منصرف نشد و پس از سخنرانی خود در جلسه APS امسال، کار تیم او در Lu-NH منتشر شد، دوباره در طبیعت (615 244).

در ماه آوریل ، الف حق ثبت اختراع دیاس به عنوان مخترع منتشر شد (اگرچه در آوریل 2022 ثبت شد) برای یک ماده هیدرید لوتتیوم که می تواند در دمای اتاق ابررسانا باشد. با این حال، جزئیاتی از استوکیومتری دقیق این ماده ارائه نشده است. اما درست مانند سال 2020 طبیعت در مقاله، سوالاتی پیرامون تفریق پس‌زمینه در مطالعه جدید مطرح شد.

همچنین نگرانی‌هایی وجود داشت که میزان موفقیت اعلام شده اندازه‌گیری ابررسانایی در دماهای بالا در نمونه‌های Lu-NH تنها حدود 35 درصد بود، در حالی که می‌توان امیدوار بود که تمام نمونه‌های ساخته‌شده با دستور خاصی ابررسانا باشند تا به تکرارپذیری کمک کنند.

من هنوز احساس می کنم که ابررسانایی هیدریدی شانس خوبی برای در نهایت ارائه یک ابررسانا در شرایط محیطی دارد.

دیوید سپرلی

و زمانی که محققان دیگر سعی کردند یافته ها را بازتولید کنند، شکست خوردند. برای مثال، دی پنگ از مؤسسه فیزیک حالت جامد در هیفی، چین و همکارانش، برخی از نشانه‌های انتقال را در حدود 240 کلوین یافتند، اما نشان می‌دهند که آنها نشان دهنده ابررسانایی نیستند.arXiv: 2307.00201).

نظریه پردازانی که سعی کردند ابررسانایی در دمای بالا را توضیح دهند نیز با مشکل مواجه شدند. بوئری و همکارانش اخیراً نشان دادند که نه تنها نتوانستند یک ترکیب واحد را در نمودار فاز Lu-NH شناسایی کنند که بتواند ادعاهای خارق العاده دیاس را توضیح دهد، بلکه همچنین هیدریدهای Lu-NH ذاتاً ابررساناهایی با دمای پایین هستند.انجمن طبیعت. 14 5367). او می گوید: «هیچ مقاله نظری واحدی وجود ندارد که توضیح قابل قبولی برای نتایج دیاس پیدا کند.

با این حال، هملی که اکنون در دانشگاه ایلینوی شیکاگو است، از کار دیاس حمایت می کند. هملی و همکارانش پس از دریافت مواد تهیه‌شده توسط تیم دیاس، مقاومت الکتریکی نمونه‌ها را تحت فشارهای مختلف اندازه‌گیری کردند و شواهدی برای ابررسانایی تا 276 K در 15 کیلوبار یافتند.arXiv: 2306.06301).

«اندازه‌گیری‌های ما با آنچه که در آن گزارش شده است مطابقت دارد طبیعت هملی گفت کاغذ دنیای فیزیک. علاوه بر این، بزرگی این افت حتی بزرگتر از داده های قبلی است.

هملی می گوید که تجزیه و تحلیل نظری که او و همکارانش انجام داده اند نشان می دهد که ساختار الکترونیکی Lu-NH "قابل توجه" است.arXiv: 2305.18196).

او می افزاید: «با این اکتشافات ادامه دار، تعقیب ابررساناهایی که در دمای اتاق یا حتی بالاتر از آن عمل می کنند، همراه با تلاش برای تثبیت این مواد در نزدیکی فشار محیط، بسیار هیجان انگیز است».

اگر نتوانیم تمامیت علمی را حفظ کنیم، علم آسیب خواهد دید

اما خبرهای بد دیگری در انتظار دیاس بود. در 1 سپتامبر 2023 طبیعت منتشر شده یادداشت یک سردبیر به خوانندگان هشدار می دهد که مقاله Lu-NH دیاس در حال بررسی است.

"قابلیت اطمینان داده های ارائه شده در این نسخه خطی در حال حاضر مورد سوال است." طبیعت گفت. "به محض حل شدن این موضوع، اقدامات تحریریه مناسب انجام خواهد شد."

بر اساس یک گزارش در وال استریت ژورنال در اواخر سپتامبر، هشت نفر از 11 نویسنده مقاله Lu-NH به توبیاس رودل، سردبیر ارشد در طبیعت، با این ادعا که دیاس "در زمینه تهیه و ارسال نسخه خطی" با حسن نیت عمل نکرده است، درخواست پس گرفتن مقاله کرد.

ظاهراً رودل ظرف چند روز به آنها پاسخ داد و خاطرنشان کرد: "ما با درخواست شما برای پس گرفتن مقاله موافقیم." تاکنون، تنها محققینی که به یافته های خود پایبند بوده اند، دیاس و دو تن از دانشجویان فعلی دکترای او هستند.

دیوید سپرلی از دانشگاه ایلینویز، که یک مقاله اخبار و بازدیدها برای طبیعت در مورد نتایج Lu-NH، می گوید که او "ناامید" است طبیعت در وهله اول کار بهتری برای بررسی مقاله انجام نداد.

او می‌گوید: «فقط دست‌نوشته‌های پذیرفته‌شده و نه فایل‌های داده یا نظرات داوران به ما ارائه شد. تنها پس از انتشار این مقاله بود که ما از برخی مشکلاتی که می‌توانستند زودتر پیدا شوند، مطلع شدیم.»

در حال حرکت در

در مورد گروه دیاس چه اتفاقی خواهد افتاد مشخص نیست. در ماه اوت دانشگاه روچستر اعلام کرد که دوباره کار دیاس را بررسی می کند، اگرچه زمان کامل شدن این تحقیقات مشخص نیست. بوئری می‌گوید: «متاسفانه رفتار بی‌ملاحظه دیاس به شهرت این رشته آسیب رسانده است و ممکن است چند سال طول بکشد تا آسیب‌های وارده جبران شود.

این دیدگاه توسط فیزیکدان ماده متراکم پشتیبانی می شود جیمز هملین از دانشگاه فلوریدا، که برخی از کارهای گروه دیاس را بررسی کرد. او گفت: "من فکر می کنم که کل حماسه به طور کلی به علم آسیب می زند، و تحقیقات ابررسانایی بیشتر و گسترده تر، سوخت انواع ضد علم است." دنیای فیزیک. "این می تواند بر تامین مالی تحقیقات فشار بالا تاثیر بگذارد و با توجه به اینکه این منطقه بسیار پربار با بسیاری از پیشرفت های هیجان انگیز اخیر بوده است، مایه تاسف خواهد بود."

هاملین همچنین فکر می‌کند که مجلات تحقیقاتی علمی باید ارتباطات خود را گسترش دهند تا در صورت بروز تخلفات احتمالی تحقیقاتی، به جای نویسنده مربوطه، همه نویسندگان مقاله را شامل شوند. او می افزاید: «همه نویسندگان در معرض آسیب احتمالی شهرت ناشی از یک ادعای سوء رفتار هستند، بنابراین همه نویسندگان باید از همان ابتدا از ارتباطات مربوطه ویراستاران مطلع باشند.

با وجود این مسائل، کار روی هیدریدها در حال پیشرفت است. در ژوئیه گوانگتائو لیو از دانشگاه جیلین چین و همکارانش ابررسانایی تا 110 کلوین را در فشار 80 گیگا پاسکال در هیدرید سه تایی LaBeH یافتند.₈ (فیزیک کشیش لِت 130 266001).

ابررسانای دمای اتاق بالاخره می رسد، یک معمای آشکارساز ماده تاریک

اگرچه این دما چندان بالا نیست، اما این ترکیبات سه تایی هیجان‌انگیز هستند، زیرا ساختارهای بالقوه‌تری نسبت به همتایان دوتایی خود دارند، که می‌تواند مواد موجود برای ابررسانایی در دمای بالا را گسترش دهد. بوئری می‌افزاید: «زمینه [تحقیقات هیدرید] سالم است و این پتانسیل را دارد که در آینده نتایج پیش‌رونده‌تری به‌دست آورد».

سپرلی موافق است. او می‌گوید: «هنوز احساس می‌کنم که ابررسانایی هیدریدی شانس خوبی برای در نهایت ارائه یک ابررسانا در شرایط محیطی دارد، که کاربردهای فناوری گسترده‌ای خواهد داشت». فضای ترکیبات احتمالی و روش‌های ساخت آنقدر وسیع است که یافتن آنها ممکن است مدتی طول بکشد.

در مورد دیاس، او از اظهار نظر برای این مقاله خودداری کرد، اگرچه در نظرات قبلی رسانه ها گفته بود که بر نتایج خود می ایستد.

در ماه جولای دنیای فیزیک حتی پیشنهاد انتشار مصاحبه با دیاس را داد و مجموعه ای از سوالات کتبی را برای او ارسال کرد نقطه 30، یک آژانس روابط عمومی مستقر در ایالات متحده که از طرف دیاس فعالیت می کند. علیرغم اینکه دیاس با پاسخ دادن به سوالات موافقت کرده بود، بعداً از مصاحبه کنار کشید.

دنیای فیزیک از آن زمان دریافته است که 30 پوینت دیگر با دیاس کار نمی کند.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/superconductivity-damaged-as-researchers-look-to-move-on-from-retractions/