Araştırmacılar geri çekilmelerden vazgeçmeye çalışırken süperiletkenlik 'hasar gördü' - Fizik Dünyası

“İlk kez yeni bir materyali tanıtacağım.” Yoğun madde fizikçisi böyle söyledi Ranga Dias tıka basa dolu bir konferans salonuna Amerikan Fizik Derneği'nin Mart ayı toplantısı Bu yılın başlarında Las Vegas'ta. Söz konusu malzeme nitrojen katkılı lutesyum hidrit veya Lu-NH idi ve Dias, 294 GPa (20 kbar).

ABD'deki Rochester Üniversitesi'nde görev yapan Dias, belirli bir geçiş sıcaklığında elektrik direncinin sıfıra düşmesi ve malzemenin manyetik alan çizgilerini dışarı atması gibi süperiletkenliğin birçok imzasını gözlemlediğini iddia etti. Kendisi ve meslektaşları aynı zamanda geçiş sıcaklığında karakteristik bir tepki gösteren numunenin özgül ısısını da ölçtüler.

Bulguları, yoğun madde fiziğinde yüzyıllık bir arayışın doruk noktasına işaret ediyor gibi görünüyordu: ortam koşulları altında süper iletkenlik sağlayan malzemelerin araştırılması. Ancak konuşmanın ardından kimse tek kelime etmedi ve çılgın bir kutlama yapılmadı. Dias konuşmasını bitirdi ve mikrofonu bir sonraki konuşmacıya verdi.

Dinleyicilerden biri soru olup olmayacağını sordu. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndan oturum başkanı Minta Akin, "Vaktimiz yok" diye cevap verdi ve cevabı odadan duyulabilir bir inilti ile karşılandı.

Atmosfer, 1987'deki bir önceki APS Mart toplantısından çok farklı görünüyordu; ilk yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin keşfedilmesinden hemen sonra New York City'de düzenlenen ünlü "Fizik Woodstock"u.

O zamanlar fizikçiler Georg Bednorz ve Alex Müller bir yıl önce bakır oksit, lantan ve baryum içeren bir malzemenin 35 K civarında süper iletken hale geldiğini keşfettikten sonra yoğun madde fiziği dünyasını ateşe vermişti. Bu, daha önce elde edilen 50 K'lik önceki rekordan %23 daha yüksekti. on yıl öncesinden niyobyum-germanyumda (Nb₃ge).

Yeni "kuprat" malzemeleri büyük ilgi uyandırdı çünkü bunlar metal değil yalıtkanlardı ve potansiyel olarak daha da yüksek geçiş sıcaklıklarına ulaşabilecek yeni stokiyometriler ve bileşikler bulma olanağı sunuyorlardı.

Oda sıcaklığında bir süper iletken, ultra verimli enerji şebekelerinden güçlü mıknatıslar gerektiren tıbbi uygulamalara kadar geniş bir uygulama yelpazesi için umut veren kutsal kaseydi.

Bednorz ve Müller daha sonra keşif nedeniyle 1987 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandılar ve takip eden yıllarda araştırmacılar, ortam basıncında 133 K ve yaklaşık 166 GPa basınçta 30 K geçiş sıcaklıklarına ulaşan yeni bakır bazlı bileşikler yarattılar.

Kupratlardan hidritlere

Cuprates iken fiili Son birkaç on yılda süperiletken krallar ortaya çıktı ve bunların hepsi 2010'ların ortalarında değişmeye başladı. 2015 yılında Mihail Eremetleri ve her ikisi de Almanya'da bulunan Max Planck Kimya Enstitüsü ve Mainz Johannes Gutenberg Üniversitesi'ndeki meslektaşları, bir hidrojen sülfit örneğinde 203 K'de süperiletkenlik gözlemlediler.

Malzemenin 150 GPa'ya sıkıştırılması gerekmesine rağmen (Tabiat 525 73), 2018 yılında liderliğindeki bir grup Russel Hemleyo zamanlar ABD'deki George Washington Üniversitesi'nde, 260'da yayınlanan çalışma, hala 180 GPa'nın üzerinde basınç altında olmasına rağmen, lantan süperhidritte 2019 K'de süper iletkenlik olduğunu bildirdi (Fizik Rev. Letonya. 122 027001).

Aynı yıl Eremets'in ekibi 250 K'ye kadar sıcaklıklarda süper iletkenlik olduğunu bildirdi.  170 GPa'da lantan hidritte (Tabiat 569 528).

Hidrojen ve hidrojen sülfür gibi başka bir element içeren bileşikler olan bu ikili hidritler üzerinde yapılan çalışmalar, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin araştırılmasında "altına hücum"u tetikledi.

Ancak en heyecan verici olan şey, bunların tamamen ilk prensip hesaplamalarına dayanarak tahmin edilmiş olması ve teorinin deneyle neredeyse mükemmel bir şekilde uyuşmasıydı.

Dias'ın düşüncesiz davranışı sahanın itibarına zarar verdi ve hasarın onarılması birkaç yıl alabilir

Lilia Boeri

Teorik fizikçi şöyle diyor: "Hidridler, süperiletkenlik alanında kupratlardan sonra muhtemelen en heyecan verici keşif ve teori ile deney arasındaki etkileşimin inanılmaz bir başarı öyküsüdür." Lilia Boeri Roma La Sapienza Üniversitesi'nden.

Dias ve meslektaşları 2020'de yüksek sıcaklıkta süperiletkenlik oyununa girdiler. Dias'ın grubu, hidrojeni yüksek basınca sıkıştırma konusundaki deneyimini kullanarak (aşağıdaki kutuya bakın) karbonlu kükürt hidrit hakkında bir makale yayınladı yaklaşık 288 GPa basınç altında 260 K'de süper iletkenlik gösterdiği iddia edilen (Tabiat 586 373).

Aynı sıralarda Dias, oda sıcaklığında süper iletkenleri ticarileştirmek için Unearthly Materials adlı bir şirketin kurucu ortağı oldu ve o yıl bu çalışma bir ödülle ödüllendirildi. 2020 Fizik dünyası Yılın Atılımı.

Hatta 2021'de Dias şu şekilde adlandırıldı: TIME100 Bir sonraki yenilikçi işi için. "Açık olalım: uçan kaykaylar, manyetik kaldırma trenleri ve dirençsiz enerji hatları bu yıl veya önümüzdeki yıl gelmeyecek" dedi. Zaman dergi. "Ama Ranga Dias sayesinde artık her zamankinden daha yakınlar."  

Ama her şey göründüğü gibi değildi. 2021'de araştırmacılar, makaledeki bazı veri işlemeyle ilgili endişelerini dile getirdi; özellikle de numunenin geçiş sıcaklığından sonra sıfır dirence düştüğünü göstermek için direnç ölçümlerinden bir arka planın çıkarılma şekli.

Sıcaklık artıyor

Daha sonra, Eylül 2022'de, grubun Tabiat kağıt geri çekildi. Yazarlar tarafından yazılan bir editör güncellemesine göre, "Artık bazı önemli veri işleme adımlarının (manyetik duyarlılık grafiklerini oluşturmak için kullanılan ham verilere uygulanan arka plan çıkarma işlemlerinin) standart olmayan, kullanıcı tanımlı bir prosedür kullandığını tespit ettik." orijinal kağıdın.

Makaledeki dokuz yazarın tümü de bu karara karşı çıktı. Tabiat Rochester Üniversitesi, ikisi Mayıs 2022'de ve diğeri geri çekilmeden sonra tamamlanan üç dahili soruşturma başlattı. Rochester, soruşturmalarda herhangi bir suiistimal kanıtı bulunmadığını ancak açıklama yapmadığını duyurdu. soruların tüm ayrıntıları.

Dias yılmadı ve bu yıl APS toplantısında konuşmasını yaptıktan sonra, ekibinin Lu-NH üzerindeki çalışması yayınlandı, yine Tabiat (615 244).

Nisan ayında Dias'ın mucit olarak listelendiği patent yayınlandı (Nisan 2022'de dosyalanmış olmasına rağmen) oda sıcaklığında süper iletken olabilen bir lutesyum hidrit malzemesi için. Ancak malzemenin kesin stokiyometrisine ilişkin hiçbir ayrıntı verilmedi. Ama tıpkı 2020'de olduğu gibi Tabiat Makalede, yeni çalışmada arka plan çıkarma işlemiyle ilgili sorular ortaya atıldı.

Ayrıca, Lu-NH numunelerinde yüksek sıcaklıklarda süperiletkenliği ölçmenin belirtilen başarı oranının yalnızca %35 civarında olduğuna dair endişeler vardı; belirli bir tarife göre yapılan tüm numunelerin tekrarlanabilirliğe yardımcı olmak için süperiletken olacağı ümit ediliyordu.

Hâlâ hidrit süperiletkenliğinin ortam koşullarında bir süperiletken sağlama şansının yüksek olduğunu düşünüyorum

David Ceperley

Ve diğer araştırmacılar bulguları yeniden üretmeye çalıştıklarında başarısız oldular. Örneğin, Hefei, Çin'deki Katı Hal Fiziği Enstitüsü'nden Di Peng ve meslektaşları, yaklaşık 240 K'de bazı geçiş işaretleri buldular, ancak bunların süperiletkenliğin göstergesi olmadığını ileri sürdüler (arXiv: 2307.00201).

Yüksek sıcaklıktaki süperiletkenliği açıklamaya çalışan teorisyenler de kendilerini zor durumda buldular. Boeri ve meslektaşları geçtiğimiz günlerde Lu-NH faz diyagramında Dias'ın olağanüstü iddialarını açıklayabilecek tek bir bileşiği bile tanımlayamadıklarını değil, aynı zamanda Lu-NH hidritlerin doğası gereği düşük sıcaklıklı süper iletkenler olduğunu da gösterdiler (Doğa Komünü. 14 5367). "Dias'ın sonuçlarına makul bir açıklama bulan tek bir teorik makale yok" diyor.

Ancak Dias'ın çalışmasına destek, şu anda Chicago Illinois Üniversitesi'nde bulunan Hemley'den geldi. Dias'ın ekibi tarafından hazırlanan malzemeyi alan Hemley ve meslektaşları, numunelerin çeşitli basınçlar altındaki elektrik direncini ölçtüler ve 276 kbar'da 15 K kadar yüksek süperiletkenlik kanıtı buldular (arXiv: 2306.06301).

"Ölçümlerimiz rapor edilenlerle mükemmel bir uyum içinde" Tabiat kağıt,” dedi Hemley Fizik dünyası. "Ayrıca düşüşün büyüklüğü önceki verilere göre çok daha büyük."

Hemley, kendisinin ve meslektaşlarının yürüttüğü teorik analizlerin, Lu-NH'nin elektronik yapısının "dikkate değer" olduğunu gösterdiğini söylüyor (arXiv: 2305.18196).

"Devam eden bu keşiflerle birlikte, oda sıcaklığında ve hatta oda sıcaklığında çalışabilen süperiletkenlerin araştırılması ve bu malzemelerin ortam basıncına yakın bir yerde dengelenmesi arayışı oldukça heyecan verici olmaya devam ediyor" diye ekliyor.

Akademik dürüstlüğü korumayı başaramazsak bilim zarar görür

Ancak Dias'ı başka kötü haberler de bekliyordu. 1 Eylül 2023'te Tabiat yayınlanan bir editörün notu Okuyucuları Dias'ın Lu-NH makalesinin araştırıldığı konusunda uyarıyorum.

"Bu yazıda sunulan verilerin güvenilirliği şu anda şüphelidir" Tabiat söz konusu. "Bu sorun çözüldükten sonra gerekli düzenleme yapılacaktır."

Rapora göre; Wall Street Journal Eylül ayı sonlarında Lu-NH gazetesinin 11 yazarından sekizi, kıdemli editör Tobias Rödel'e yazmıştı. TabiatDias'ın "yazının hazırlanması ve sunulması konusunda iyi niyetle hareket etmediğini" öne sürerek makalenin geri çekilmesini talep etti.

Görünüşe göre Rödel birkaç gün içinde onlara şu yanıtı verdi: "Yazının geri çekilmesi yönündeki talebinize tamamen katılıyoruz." Şu ana kadar bulgularına sadık kalan tek araştırmacılar Dias ve şu anki doktora öğrencilerinden ikisi.

David Ceperley Illinois Üniversitesi'nden bir makale yazan Şunun için Haberler ve Görüntülemeler makalesi: Tabiat Lu-NH sonuçları hakkında "hayal kırıklığına uğradığını" söylüyor Tabiat ilk etapta makaleyi gözden geçirmekten daha iyi bir iş çıkarmadı.

"Bize veri dosyaları veya hakem yorumları değil, yalnızca kabul edilen taslak verildi" diyor. "Daha önce bulunabilecek bazı sorunları ancak makale çıktıktan sonra öğrendik."

Hareketli

Dias'ın grubuyla ilgili ne olacağı bilinmiyor. Ağustos ayında Rochester Üniversitesi Dias'ın çalışmalarını yeniden araştırdığını duyurduAncak soruşturmanın ne zaman tamamlanacağı bilinmiyor. Boeri, "Maalesef Dias'ın düşüncesiz davranışı sahanın itibarına zarar verdi ve hasarı onarmak birkaç yıl alabilir" diyor.

Bu görüş yoğun madde fizikçisi tarafından destekleniyor James Hamlin Dias'ın grubunun bazı çalışmalarını inceleyen Florida Üniversitesi'nden. "Bütün bu destanın genel olarak bilime zarar verdiğini düşünüyorum ve süperiletkenlik araştırmaları giderek daha geniş anlamda bilim karşıtı türleri körüklüyor" dedi. Fizik dünyası. "Yüksek basınçlı araştırmaların finansmanı üzerinde bir etkisi olabilir ve son zamanlarda pek çok heyecan verici gelişmenin yaşandığı verimli bir alan olduğu göz önüne alındığında bu talihsizlik olur."

Hamlin ayrıca, bilimsel araştırma dergilerinin, potansiyel araştırma suiistimalleri gündeme geldiğinde, yalnızca ilgili yazarı değil, makalenin tüm yazarlarını kapsayacak şekilde iletişimlerini genişletmeleri gerektiğini düşünüyor. "Tüm yazarlar suiistimal iddiası nedeniyle potansiyel itibar kaybına maruz kalabilir, bu nedenle tüm yazarlar en başından itibaren editörlerden gelen ilgili iletişimlerden haberdar olmalıdır" diye ekliyor.

Bu sorunlara rağmen hidritler üzerindeki çalışmalar ilerlemektedir. Temmuz ayında Çin'deki Jilin Üniversitesi'nden Guangtao Liu ve meslektaşları, üçlü hidrit LaBeH'de 110 GPa basınçta 80 K'ye kadar süperiletkenlik buldular.₈ (Fizik Rev. Lett. 130 266001).

Oda sıcaklığında süper iletken nihayet geldi, karanlık madde dedektörünün gizemi

Bu sıcaklık o kadar yüksek olmasa da, bu üçlü bileşikler heyecan vericidir çünkü ikili kuzenlerinden daha geniş bir potansiyel yapı çeşitliliğine sahiptirler ve bu da yüksek sıcaklıkta süperiletkenlik için mevcut malzemeleri genişletebilir. Boeri, "[Hidrit araştırması] alanı sağlıklı ve gelecekte çok daha çığır açıcı sonuçlar verme potansiyeline sahip" diye ekliyor Boeri.

Ceperley de aynı fikirde. "Hâlâ hidrit süperiletkenliğin ortam koşullarında eninde sonunda bir süperiletken sağlama şansının yüksek olduğunu düşünüyorum, bu da çok geniş teknolojik uygulamalara sahip olabilir" diye belirtiyor. "Olası bileşiklerin ve imalat yöntemlerinin alanı o kadar geniş ki, onları bulmak biraz zaman alabilir."

Dias ise bu makale için yorum yapmaktan kaçındı ancak önceki medya yorumlarında sonuçlarının arkasında durduğunu belirtmişti.

Temmuzda Fizik dünyası Hatta Dias'la bir röportaj yayınlamayı teklif etti ve kendisine bir dizi yazılı soru gönderdi. 30 NoktasıDias adına hareket eden ABD merkezli bir PR ajansı. Dias, soruları yanıtlamayı kabul etmesine rağmen daha sonra röportajdan çekildi.

Fizik dünyası o zamandan beri 30 Point'in artık Dias ile çalışmadığını öğrendi.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/superconductivity-damaged-as-researchers-look-to-move-on-from-retractions/