सुपरकंडक्टिविटी 'क्षतिग्रस्त' हो गई है क्योंकि शोधकर्ता पीछे हटने से आगे बढ़ना चाहते हैं - फिजिक्स वर्ल्ड

"मैं पहली बार एक नई सामग्री पेश करने जा रहा हूँ।" तो संघनित पदार्थ भौतिक विज्ञानी ने कहा रंगा डायस खचाखच भरे सम्मेलन कक्ष में अमेरिकन फिजिकल सोसायटी की मार्च बैठक इस साल की शुरुआत में लास वेगास में। विचाराधीन सामग्री नाइट्रोजन-डोप्ड लुटेटियम हाइड्राइड, या लू-एनएच थी, और डायस ने माप का वर्णन करते हुए दावा किया कि उसने 294 जीपीए (20) के दबाव में उल्लेखनीय 1 के (एक हल्का 10 डिग्री सेल्सियस) पर सुपरकंडक्टिविटी के सबूत देखे हैं। केबार).

अमेरिका में रोचेस्टर विश्वविद्यालय के आधार पर, डायस ने सुपरकंडक्टिविटी के कई हस्ताक्षर देखने का दावा किया है जैसे कि एक विशेष संक्रमण तापमान पर विद्युत प्रतिरोध शून्य तक गिरना और चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को निष्कासित करने वाली सामग्री। उन्होंने और उनके सहयोगियों ने नमूने की विशिष्ट गर्मी को भी मापा, जिसने संक्रमण तापमान पर एक विशिष्ट प्रतिक्रिया दिखाई।

उनकी खोज संघनित-पदार्थ भौतिकी में एक शताब्दी-लंबी खोज की परिणति को चिह्नित करती प्रतीत होती है: उन सामग्रियों की खोज जो परिवेशीय परिस्थितियों में अतिचालक होती हैं। फिर भी बातचीत के बाद किसी ने एक शब्द भी नहीं बोला और कोई जंगली जश्न नहीं मनाया गया। डायस ने बस अपनी बात ख़त्म की और माइक्रोफ़ोन अगले वक्ता को दे दिया।

दर्शकों में से एक सदस्य ने पूछा कि क्या प्रश्न होंगे। "हमारे पास समय नहीं है," लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी से सत्र अध्यक्ष मिंटा अकिन ने जवाब दिया, उनके जवाब का स्वागत कमरे से सुनाई देने वाली कराह के साथ हुआ।

माहौल 1987 में पिछली एपीएस मार्च बैठक से बहुत अलग लग रहा था - न्यूयॉर्क शहर में प्रसिद्ध "वुडस्टॉक ऑफ फिजिक्स" जो पहले उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स की खोज के ठीक बाद हुई थी।

उस समय के भौतिक विज्ञानी जॉर्ज बेडनोर्ज़ और एलेक्स मुलर एक साल पहले की खोज के बाद संघनित-पदार्थ भौतिकी की दुनिया में हलचल मच गई थी कि कॉपर ऑक्साइड, लैंथेनम और बेरियम युक्त एक सामग्री लगभग 35 K पर अतिचालक हो गई थी। यह 50 K के पिछले रिकॉर्ड से लगभग 23% अधिक था जो कि अधिक हासिल किया गया था नाइओबियम-जर्मेनियम (एनबी) में एक दशक से भी पहले₃जीई)।

नई "कप्रेट" सामग्रियों ने इतनी चर्चा पैदा की क्योंकि वे धातु नहीं बल्कि इन्सुलेटर थे और उन्होंने नए स्टोइकोमेट्री और यौगिकों को खोजने की संभावना की पेशकश की जो संभावित रूप से उच्च संक्रमण तापमान तक भी पहुंच सकते थे।

एक कमरे के तापमान वाला सुपरकंडक्टर पवित्र कब्र था, जो अल्ट्रा-कुशल ऊर्जा ग्रिड से लेकर चिकित्सा अनुप्रयोगों तक की एक विस्तृत श्रृंखला के अनुप्रयोगों की आशा रखता था, जिनके लिए शक्तिशाली मैग्नेट की आवश्यकता होती है।

बेडनोर्ज़ और मुलर ने बाद में इस खोज के लिए भौतिकी के लिए 1987 का नोबेल पुरस्कार जीता और इसके बाद के दशकों में शोधकर्ताओं ने नए कप्रेट-आधारित यौगिक बनाए जो परिवेश के दबाव में 133 K के संक्रमण तापमान और लगभग 166 GPa के दबाव पर 30 K तक पहुंच गए।

कप्रेट से लेकर हाइड्राइड्स तक

जबकि कप्रेट्स थे वास्तविक पिछले कुछ दशकों से सुपरकंडक्टिंग राजा, यह सब 2010 के मध्य में बदलना शुरू हुआ। 2015 में मिखाइल एरेमेट्स और जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर केमिस्ट्री और जोहान्स गुटेनबर्ग यूनिवर्सिटी मेन्ज़ के सहयोगियों ने हाइड्रोजन सल्फाइड के एक नमूने में 203 K पर अतिचालकता देखी।

हालाँकि सामग्री को 150 GPa तक निचोड़ने की आवश्यकता है (प्रकृति 525 73), 2018 में एक समूह के नेतृत्व में रसेल हेमली, फिर अमेरिका में जॉर्ज वाशिंगटन विश्वविद्यालय में, लैंथेनम सुपरहाइड्राइड में 260 K पर अतिचालकता की सूचना दी, हालांकि अभी भी 180 GPa से अधिक के दबाव में, काम जो 2019 में प्रकाशित हुआ था (भौतिकी। रेव। लेट. 122 027001).

उसी वर्ष एरेमेट्स की टीम ने 250 K तक के तापमान पर अतिचालकता की सूचना दी  170 GPa पर लैंथेनम हाइड्राइड में (प्रकृति 569 528).

इन तथाकथित बाइनरी हाइड्राइड्स पर काम करें - ऐसे यौगिक जिनमें हाइड्रोजन और हाइड्रोजन सल्फाइड जैसे एक अन्य तत्व होते हैं - ने उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स की खोज में "सोने की दौड़" को जन्म दिया।

लेकिन सबसे रोमांचक बात यह थी कि उनकी भविष्यवाणी पूरी तरह से पहले-सिद्धांतों की गणना से की गई थी, जिसमें सिद्धांत लगभग पूरी तरह से प्रयोग से मेल खाता था।

डायस के अविवेकपूर्ण व्यवहार ने क्षेत्र की प्रतिष्ठा को नुकसान पहुंचाया है और क्षति की भरपाई में कुछ साल लग सकते हैं

लिलिया बोएरी

सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी का कहना है, "कप्रेट्स के बाद हाइड्राइड्स सुपरकंडक्टिविटी में संभवतः सबसे रोमांचक खोज है, और सिद्धांत और प्रयोग के बीच परस्पर क्रिया की एक अद्भुत सफलता की कहानी है।" लिलिया बोएरी रोम ला सैपिएन्ज़ा विश्वविद्यालय से।

डायस और सहकर्मियों ने 2020 में उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टिविटी गेम में प्रवेश किया। हाइड्रोजन को उच्च दबाव में निचोड़ने के अपने अनुभव का उपयोग करते हुए (नीचे बॉक्स देखें), डायस का समूह कार्बोनेसियस सल्फर हाइड्राइड पर एक पेपर प्रकाशित किया जिसने लगभग 288 GPa के दबाव में 260 K पर अतिचालकता दिखाने का दावा किया (प्रकृति 586 373).

लगभग उसी समय डायस ने कमरे के तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स का व्यावसायीकरण करने के लिए एक कंपनी - अनअर्थली मटेरियल्स - की सह-स्थापना की और उस वर्ष इस काम को एक पुरस्कार से सम्मानित किया गया। 2020 भौतिकी की दुनिया ब्रेकथ्रू ऑफ द ईयर.

2021 में डायस का नाम भी रखा गया TIME100 अगला अन्वेषक उसके काम के लिए. "आइए स्पष्ट रहें: होवरबोर्ड, चुंबकीय उत्तोलन ट्रेनें और प्रतिरोध-मुक्त बिजली लाइनें इस साल या अगले साल नहीं आ रही हैं," नोट किया गया पहर पत्रिका। "लेकिन रंगा डायस को धन्यवाद, वे पहले से कहीं अधिक करीब हैं।"  

लेकिन सब कुछ वैसा नहीं था जैसा दिख रहा था. 2021 में शोधकर्ताओं द्वारा पेपर में कुछ डेटा प्रोसेसिंग के बारे में चिंताएं उठाई गईं, विशेष रूप से जिस तरीके से संक्रमण तापमान के बाद नमूने को शून्य प्रतिरोध पर गिरते हुए दिखाने के लिए प्रतिरोध माप से एक पृष्ठभूमि घटा दी गई थी।

तापमान बढ़ रहा है

फिर, सितंबर 2022 में, समूह का प्रकृति पेपर वापस ले लिया गया. लेखकों द्वारा लिखे गए एक संपादकीय अद्यतन में कहा गया है, "हमने अब स्थापित किया है कि कुछ प्रमुख डेटा प्रोसेसिंग चरण - अर्थात्, चुंबकीय संवेदनशीलता प्लॉट उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कच्चे डेटा पर लागू पृष्ठभूमि घटाव - एक गैर-मानक, उपयोगकर्ता-परिभाषित प्रक्रिया का उपयोग करते हैं।" मूल कागज का.

पेपर के सभी नौ लेखक इस निर्णय से असहमत थे प्रकृति वापस लेने के लिए, हालाँकि रोचेस्टर विश्वविद्यालय ने तीन आंतरिक जाँचें शुरू कीं, जिनमें से दो मई 2022 में पूरी हुईं, और दूसरी वापसी के बाद पूरी हुईं। रोचेस्टर ने घोषणा की कि जांच में कदाचार का कोई सबूत नहीं मिला है, लेकिन जारी नहीं किया गया है पूछताछ का पूरा विवरण.

इस वर्ष एपीएस बैठक में अपना भाषण देने के बाद डायस निश्चिन्त थे और उन्होंने कहा, लू-एनएच पर उनकी टीम का काम प्रकाशित हुआ था, फिर से प्रकृति (615 244).

अप्रैल में, ए आविष्कारक के रूप में डायस की पेटेंट सूची प्रकाशित की गई थी (हालांकि अप्रैल 2022 में दायर किया गया) एक लुटेटियम हाइड्राइड सामग्री के लिए जो कमरे के तापमान पर अतिचालक हो सकती है। हालाँकि, सामग्री की सटीक स्टोइकोमेट्री का कोई विवरण नहीं दिया गया था। लेकिन ठीक 2020 की तरह प्रकृति पेपर में, नए अध्ययन में पृष्ठभूमि घटाव के आसपास प्रश्न उठाए गए थे।

ऐसी भी चिंताएं थीं कि लू-एनएच नमूनों में उच्च तापमान पर सुपरकंडक्टिविटी को मापने की घोषित सफलता दर केवल 35% थी, जबकि किसी को उम्मीद होगी कि एक निश्चित नुस्खा से बने सभी नमूने प्रतिलिपि प्रस्तुत करने में सहायता के लिए सुपरकंडक्टिंग होंगे।

मुझे अभी भी लगता है कि हाइड्राइड सुपरकंडक्टिविटी के पास अंततः परिवेशीय परिस्थितियों में एक सुपरकंडक्टर प्रदान करने का एक अच्छा मौका है

डेविड सेपरली

और जब अन्य शोधकर्ताओं ने निष्कर्षों को पुन: पेश करने की कोशिश की, तो वे असफल रहे। उदाहरण के लिए, हेफ़ेई, चीन में इंस्टीट्यूट ऑफ सॉलिड स्टेट फिजिक्स के डि पेंग और उनके सहयोगियों ने लगभग 240 K पर संक्रमण के कुछ संकेत पाए, लेकिन सुझाव दिया कि वे अतिचालकता के संकेत नहीं हैं (arXiv: 2307.00201).

जिन सिद्धांतकारों ने उच्च तापमान की अतिचालकता को समझाने की कोशिश की, उन्हें भी संघर्ष करना पड़ा। बोएरी और सहकर्मियों ने हाल ही में दिखाया कि न केवल वे लू-एनएच चरण आरेख में एक भी यौगिक की पहचान नहीं कर सके जो डायस के असाधारण दावों को समझा सके, बल्कि यह भी कि लू-एनएच हाइड्राइड आंतरिक रूप से कम तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स हैं (नेचर कम्युनिटी। 14 5367). वह कहती हैं, "ऐसा कोई भी सैद्धांतिक पेपर नहीं है जो डायस के परिणामों के लिए एक प्रशंसनीय स्पष्टीकरण पाता हो।"

हालाँकि, डायस के काम के लिए समर्थन हेमली से आया, जो अब इलिनोइस विश्वविद्यालय शिकागो में है। डायस की टीम द्वारा तैयार की गई सामग्री दिए जाने के बाद, हेमली और उनके सहयोगियों ने विभिन्न दबावों के तहत नमूनों के विद्युत प्रतिरोध को मापा, जिससे 276 केबार पर 15 K जितनी अधिक अतिचालकता के प्रमाण मिले (arXiv: 2306.06301).

“हमारे माप इसमें रिपोर्ट की गई बातों से बहुत अच्छी तरह मेल खाते हैं प्रकृति कागज़,'' हेमली ने बताया भौतिकी की दुनिया. "इसके अलावा, गिरावट का परिमाण पहले के आंकड़ों से भी बड़ा है।"

हेमली का कहना है कि उनके और सहकर्मियों द्वारा किए गए सैद्धांतिक विश्लेषण से पता चलता है कि लू-एनएच की इलेक्ट्रॉनिक संरचना "उल्लेखनीय" है (आर्क्सिव: 2305.18196).

उन्होंने आगे कहा, "इन निरंतर खोजों के साथ, कमरे के तापमान पर या उससे भी ऊपर काम करने वाले सुपरकंडक्टर्स की खोज, साथ ही इन सामग्रियों को परिवेशीय दबाव के पास स्थिर करने की खोज बहुत रोमांचक बनी हुई है।"

यदि हम अकादमिक अखंडता को बनाए रखने में असफल रहे तो विज्ञान को नुकसान होगा

लेकिन डायस के लिए एक और बुरी खबर थी। 1 सितंबर 2023 को प्रकृति प्रकाशित एक संपादक का नोट पाठकों को सचेत करते हुए कि डायस के लू-एनएच पेपर की जांच की जा रही है।

"इस पांडुलिपि में प्रस्तुत डेटा की विश्वसनीयता फिलहाल सवालों के घेरे में है।" प्रकृति कहा। “यह मामला सुलझने के बाद उचित संपादकीय कार्रवाई की जाएगी।”

में एक रिपोर्ट के अनुसार वाल स्ट्रीट जर्नल सितंबर के अंत में, लू-एनएच पेपर के 11 लेखकों में से आठ ने वरिष्ठ संपादक टोबीस रोडेल को लिखा था प्रकृति, अनुरोध करते हुए कि पेपर को वापस ले लिया जाए, यह दावा करते हुए कि डायस ने "पांडुलिपि की तैयारी और प्रस्तुति के संबंध में अच्छे विश्वास से काम नहीं किया है"।

जाहिरा तौर पर, रोडेल ने कुछ ही दिनों में उन्हें यह कहते हुए जवाब दिया: "हम आपके अनुरोध से पूरी तरह सहमत हैं कि पेपर वापस ले लिया जाए।" अब तक, अपने निष्कर्षों पर कायम रहने वाले एकमात्र शोधकर्ता डायस और उनके दो वर्तमान पीएचडी छात्र हैं।

डेविड सेपरली इलिनोइस विश्वविद्यालय से, जिन्होंने लिखा था के लिए समाचार और विचार लेख प्रकृति लू-एनएच परिणामों के बारे में उनका कहना है कि वह इससे "निराश" हैं प्रकृति पहले स्थान पर पेपर की समीक्षा करने का बेहतर काम नहीं किया।

वह कहते हैं, "हमें केवल स्वीकृत पांडुलिपि प्रदान की गई थी, न कि डेटा फ़ाइलें या रेफरी की टिप्पणियाँ।" "पेपर आने के बाद ही हमें कुछ समस्याओं के बारे में पता चला जिनका पहले ही समाधान किया जा सकता था।"

आगे बढ़ते रहना

डायस के समूह के संबंध में क्या होगा अज्ञात है। अगस्त में रोचेस्टर विश्वविद्यालय घोषणा की कि वह डायस के काम की फिर से जांच कर रहा है, हालाँकि वह जाँच कब पूरी होगी यह अज्ञात है। बोएरी कहते हैं, "दुर्भाग्य से, डायस के अविवेकपूर्ण व्यवहार ने क्षेत्र की प्रतिष्ठा को नुकसान पहुंचाया है और क्षति की मरम्मत में कुछ साल लग सकते हैं।"

यह दृष्टिकोण संघनित-पदार्थ भौतिक विज्ञानी द्वारा समर्थित है जेम्स हैमलिन फ्लोरिडा विश्वविद्यालय से, जिन्होंने डायस समूह के कुछ कार्यों की जांच की। "मुझे लगता है कि पूरी गाथा सामान्य रूप से विज्ञान के लिए हानिकारक है, और सुपरकंडक्टिविटी अनुसंधान अधिक व्यापक रूप से विज्ञान-विरोधी प्रकारों के लिए ईंधन है," उन्होंने बताया भौतिकी की दुनिया. "इसका उच्च दबाव वाले अनुसंधान के लिए वित्त पोषण पर प्रभाव पड़ सकता है और यह दुर्भाग्यपूर्ण होगा क्योंकि यह हाल के कई रोमांचक विकासों के साथ इतना उपयोगी क्षेत्र रहा है।"

हैमलिन का यह भी मानना ​​है कि जब संभावित शोध कदाचार का मुद्दा उठाया जाता है तो वैज्ञानिक अनुसंधान पत्रिकाओं को अपने संचार का विस्तार करना चाहिए ताकि केवल संबंधित लेखक के बजाय पेपर के सभी लेखकों को इसमें शामिल किया जा सके। उन्होंने आगे कहा, "सभी लेखक कदाचार के आरोप से संभावित प्रतिष्ठा को नुकसान पहुंचा सकते हैं, इसलिए सभी लेखकों को शुरू से ही संपादकों के प्रासंगिक संचार के बारे में जानकारी होनी चाहिए।"

इन मुद्दों के बावजूद, हाइड्राइड्स पर काम प्रगति पर है। जुलाई में जिलिन विश्वविद्यालय, चीन के गुआंगताओ लियू और उनके सहयोगियों ने टर्नरी हाइड्राइड LaBeH में 110 GPa के दबाव पर 80 K तक अतिचालकता पाई।₈ (भौतिकी। रेव। लेट। 130 266001).

कमरे का तापमान सुपरकंडक्टर आखिरकार आ गया, एक डार्क-मैटर डिटेक्टर रहस्य

यद्यपि यह तापमान उतना अधिक नहीं है, ये टर्नरी यौगिक रोमांचक हैं क्योंकि उनके पास उनके बाइनरी चचेरे भाई की तुलना में संरचनाओं की व्यापक संभावित विविधता है, जो उच्च तापमान सुपरकंडक्टिविटी के लिए उपलब्ध सामग्रियों का विस्तार कर सकती है। बोएरी कहते हैं, "[हाइड्राइड अनुसंधान का] क्षेत्र स्वस्थ है और भविष्य में कई और महत्वपूर्ण परिणाम देने की क्षमता रखता है।"

सेपर्ले सहमत हैं। "मुझे अभी भी लगता है कि हाइड्राइड सुपरकंडक्टिविटी के पास अंततः परिवेशीय परिस्थितियों में एक सुपरकंडक्टर प्रदान करने का एक अच्छा मौका है, जिसमें विशाल तकनीकी अनुप्रयोग होंगे," उन्होंने नोट किया। "संभावित यौगिकों और निर्माण विधियों का स्थान इतना विशाल है कि उन्हें खोजने में कुछ समय लग सकता है।"

जहां तक ​​डायस का सवाल है, उन्होंने इस लेख के लिए टिप्पणी करने से इनकार कर दिया, हालांकि पिछली मीडिया टिप्पणियों में उन्होंने कहा था कि वह अपने नतीजों पर कायम हैं।

जुलाई में भौतिकी की दुनिया यहां तक ​​कि डायस के साथ एक साक्षात्कार प्रकाशित करने की पेशकश की और उन्हें लिखित प्रश्नों का एक सेट भेजा 30 बिंदु, डायस की ओर से कार्य करने वाली एक अमेरिकी-आधारित पीआर एजेंसी। सवालों के जवाब देने के लिए सहमत होने के बावजूद, डायस बाद में साक्षात्कार से हट गए।

भौतिकी की दुनिया तब से पता चला है कि 30 प्वाइंट अब डायस के साथ काम नहीं करता है।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/superconductivity-damaged-as-researchers-look-to-move-on-from-retractions/