سپر کنڈکٹیویٹی 'نقصان پہنچا' کیونکہ محققین مراجعت سے آگے بڑھنا چاہتے ہیں - فزکس ورلڈ

"میں پہلی بار ایک نیا مواد متعارف کرانے جا رہا ہوں۔" تو کنڈینسڈ مادّے کے ماہر طبیعیات نے کہا رنگا دیاس ایک بھرے کانفرنس روم میں امریکن فزیکل سوسائٹی کا مارچ کا اجلاس اس سال کے شروع میں لاس ویگاس میں۔ زیربحث مواد نائٹروجن ڈوپڈ lutetium hydride، یا Lu-N-H تھا، اور Dias نے 294 GPa (20) کے دباؤ میں قابل ذکر 1 K (ایک بالمی 10 °C) پر سپر کنڈکٹیویٹی کے ثبوت دیکھنے کا دعویٰ کرتے ہوئے پیمائش کی وضاحت کی۔ kbar)۔

امریکہ کی روچیسٹر یونیورسٹی میں مقیم، ڈیاس نے دعویٰ کیا کہ سپر کنڈکٹیویٹی کے بہت سے دستخطوں کا مشاہدہ کیا ہے جیسے کہ کسی خاص منتقلی کے درجہ حرارت پر برقی مزاحمت کا صفر تک گرنا اور مقناطیسی فیلڈ لائنوں کو خارج کرنے والا مواد۔ اس نے اور اس کے ساتھیوں نے نمونے کی مخصوص حرارت کی پیمائش بھی کی، جس نے منتقلی کے درجہ حرارت پر خصوصی ردعمل ظاہر کیا۔

ان کی تلاش کنڈینسڈ میٹر فزکس میں ایک صدی کی طویل جستجو کے اختتام کو ظاہر کرتی ہے: ایسے مواد کی تلاش جو محیط حالات میں سپر کنڈکٹ ہو۔ پھر بھی بات کے بعد کسی نے ایک لفظ بھی نہیں کہا اور نہ ہی کوئی جنگلی جشن منایا گیا۔ ڈیاس نے بس اپنی بات ختم کی اور مائیکروفون اگلے اسپیکر کے حوالے کیا۔

سامعین کے ایک رکن نے پوچھا کہ کیا سوالات ہوں گے۔ لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری سے سیشن چیئر منٹا اکن نے جواب دیا، "ہمارے پاس وقت نہیں ہے،" اس کے جواب کا استقبال کمرے سے سنائی دینے والی کراہ کے ساتھ ہوا۔

ماحول 1987 میں APS مارچ کی پچھلی میٹنگ سے بہت مختلف لگ رہا تھا - نیو یارک شہر میں مشہور "وڈ اسٹاک آف فزکس" جو پہلے ہائی ٹمپریچر سپر کنڈکٹرز کے دریافت ہونے کے فوراً بعد ہوا تھا۔

اس وقت کے ماہر طبیعیات جارج بیڈنورز اور الیکس مولر اس نے ایک سال پہلے دریافت کرنے کے بعد کنڈینسڈ میٹر فزکس کی دنیا کو روشن کر دیا تھا کہ کاپر آکسائیڈ، لینتھینم اور بیریم پر مشتمل ایک مادّہ تقریباً 35 K پر سپر کنڈکٹنگ بن گیا تھا۔ یہ 50 K کے پچھلے ریکارڈ سے کچھ 23% زیادہ تھا جو زیادہ حاصل کیا گیا تھا۔ نائوبیم-جرمینیم میں ایک دہائی پہلے سے (Nb₃جی)۔

نئے "کیوریٹ" مواد نے ایسی ہنگامہ آرائی کی کیونکہ وہ دھاتیں نہیں بلکہ انسولیٹر تھے اور انہوں نے نئی اسٹوچیومیٹریز اور مرکبات تلاش کرنے کا امکان پیش کیا جو ممکنہ طور پر منتقلی کے زیادہ درجہ حرارت تک پہنچ سکتے تھے۔

کمرے کے درجہ حرارت کا ایک سپر کنڈکٹر ہولی گریل تھا، جس میں انتہائی موثر انرجی گرڈز سے لے کر میڈیکل ایپلی کیشنز تک وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز کی امید ہے جس میں طاقتور میگنےٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔

Bednorz اور Müller نے بعد میں دریافت کے لیے 1987 کا نوبل انعام برائے طبیعیات جیتا اور اس کے بعد کی دہائیوں میں محققین نے کپریٹ پر مبنی نئے مرکبات بنائے جو محیطی دباؤ پر 133 K اور تقریباً 166 GPa کے دباؤ پر 30 K تک پہنچ گئے۔

کپریٹس سے ہائیڈرائڈز تک

جبکہ کپریٹس ہو چکے تھے۔ اصل پچھلی دو دہائیوں سے سپر کنڈکٹنگ بادشاہ، جو 2010 کی دہائی کے وسط میں بدلنا شروع ہو گئے تھے۔ 2015 میں میخائل ایریمٹس اور میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ برائے کیمسٹری اور جوہانس گٹنبرگ یونیورسٹی مینز کے ساتھیوں نے، دونوں جرمنی میں، ہائیڈروجن سلفائیڈ کے نمونے میں 203 K پر سپر کنڈکٹیویٹی کا مشاہدہ کیا۔

اگرچہ مواد کو 150 GPa تک نچوڑنے کی ضرورت ہے (فطرت، قدرت 525 73)، 2018 میں ایک گروپ کی قیادت میں رسل ہیملی، پھر امریکہ کی جارج واشنگٹن یونیورسٹی میں، لینتھینم سپر ہائیڈرائیڈ میں 260 K پر سپر کنڈکٹیویٹی کی اطلاع دی، اگرچہ 180 GPa سے زیادہ دباؤ کے باوجود، کام جو 2019 میں شائع ہوا تھا (طبیعیات Rev. Lett. 122 027001).

اسی سال Eremets کی ٹیم نے 250 K تک درجہ حرارت پر سپر کنڈکٹیوٹی کی اطلاع دی۔  لینتھینم ہائیڈرائیڈ میں 170 جی پی اے (فطرت، قدرت 569 528).

ان نام نہاد بائنری ہائیڈرائڈز پر کام کریں - ایسے مرکبات جن میں ہائیڈروجن اور ایک اور عنصر جیسے ہائیڈروجن سلفائیڈ - نے اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز کی تلاش میں "گولڈ رش" کو جنم دیا۔

لیکن جو چیز سب سے زیادہ دلچسپ تھی وہ یہ ہے کہ ان کی پیشین گوئی مکمل طور پر پہلے اصولوں کے حساب سے کی گئی تھی، نظریہ تجربے کے ساتھ تقریباً مکمل طور پر متفق تھا۔

ڈیاس کے غیر سنجیدہ رویے نے فیلڈ کی ساکھ کو نقصان پہنچایا ہے اور اس نقصان کو ٹھیک کرنے میں چند سال لگ سکتے ہیں۔

لیلیا بوئیری

نظریاتی طبیعیات دان کا کہنا ہے کہ "ہائیڈرائڈز شاید کپریٹس کے بعد سپر کنڈکٹیویٹی میں واحد سب سے دلچسپ دریافت رہی ہے، اور نظریہ اور تجربے کے درمیان تعامل کی ایک حیرت انگیز کامیابی کی کہانی ہے"۔ لیلیا بوئیری یونیورسٹی آف روم لا سیپینزا سے۔

Dias اور ساتھیوں نے 2020 میں ہائی ٹمپریچر سپر کنڈکٹیویٹی گیم میں حصہ لیا۔ ہائیڈروجن کو ہائی پریشر پر نچوڑنے کے اپنے تجربے کا استعمال کرتے ہوئے (نیچے باکس دیکھیں)، Dias کا گروپ کاربونیسیئس سلفر ہائیڈرائیڈ پر ایک مقالہ شائع کیا۔ جس نے تقریباً 288 GPa کے دباؤ میں 260 K پر سپر کنڈکٹیویٹی دکھانے کا دعویٰ کیا (فطرت، قدرت 586 373).

تقریباً اسی وقت ڈیاس نے کمرے کے درجہ حرارت کے سپر کنڈکٹرز کو تجارتی بنانے کے لیے ایک کمپنی — Unearthly Materials — کی مشترکہ بنیاد رکھی اور اسی سال اس کام کو ایک انعام دیا گیا۔ 2020 طبیعیات کی دنیا بریک تھرو آف دی ایئر.

2021 میں ڈیاس کا نام بھی ایک کے طور پر رکھا گیا تھا۔ TIME100 اگلا موجد اس کے کام کے لیے۔ "آئیے واضح ہو جائیں: ہوور بورڈز، مقناطیسی لیویٹیشن ٹرینیں اور مزاحمت سے پاک پاور لائنیں اس سال یا اگلے سال نہیں آ رہی ہیں،" نوٹ کیا وقت میگزین "لیکن رنگا ڈیاس کا شکریہ، وہ پہلے سے کہیں زیادہ قریب ہیں۔"  

لیکن سب کچھ ویسا نہیں تھا جیسا لگتا تھا۔ 2021 میں محققین کی طرف سے کاغذ میں کچھ ڈیٹا پروسیسنگ کے بارے میں خدشات کا اظہار کیا گیا تھا، خاص طور پر جس انداز میں ایک پس منظر کو مزاحمتی پیمائش سے گھٹا دیا گیا تھا تاکہ یہ ظاہر کیا جا سکے کہ منتقلی کے درجہ حرارت کے بعد نمونہ صفر مزاحمت پر گرتا ہے۔

درجہ حرارت بڑھ رہا ہے۔

پھر، ستمبر 2022 میں، گروپ کی فطرت، قدرت کاغذ واپس لے لیا گیا. "ہم نے اب یہ قائم کر لیا ہے کہ ڈیٹا پراسیسنگ کے کچھ اہم اقدامات - یعنی، مقناطیسی حساسیت کے پلاٹوں کو پیدا کرنے کے لیے استعمال ہونے والے خام ڈیٹا پر لاگو پس منظر کے گھٹاؤ - نے ایک غیر معیاری، صارف کی طرف سے متعین طریقہ کار کا استعمال کیا،" مصنفین کی طرف سے لکھے گئے ایک ادارتی اپ ڈیٹ نے نوٹ کیا۔ اصل کاغذ کے.

کاغذ پر موجود تمام نو مصنفین نے اس فیصلے سے اتفاق نہیں کیا۔ فطرت، قدرت پیچھے ہٹنا، حالانکہ یونیورسٹی آف روچیسٹر نے تین داخلی انکوائریاں شروع کیں، جن میں سے دو مئی 2022 میں مکمل ہوئیں، اور دوسری واپسی کے بعد۔ روچسٹر نے اعلان کیا کہ تحقیقات میں بدانتظامی کا کوئی ثبوت نہیں ملا لیکن اسے جاری نہیں کیا گیا۔ پوچھ گچھ کی مکمل تفصیلات.

ڈیاس بے خوف تھا اور اس سال اے پی ایس میٹنگ میں اپنی تقریر کے بعد، Lu-N-H پر اس کی ٹیم کا کام شائع ہوا تھا۔دوبارہ میں فطرت، قدرت (615 244).

اپریل میں، ایک پیٹنٹ کی فہرست ڈیاس کو بطور موجد شائع کیا گیا تھا۔ (اگرچہ اپریل 2022 میں دائر کیا گیا تھا) ایک لیوٹیم ہائیڈرائڈ مواد کے لئے جو کمرے کے درجہ حرارت پر سپر کنڈکٹ کرسکتا ہے۔ تاہم، مواد کی صحیح سٹوچیومیٹری کی کوئی تفصیلات نہیں دی گئیں۔ لیکن بالکل اسی طرح جیسے 2020 کے ساتھ فطرت، قدرت کاغذ، نئے مطالعہ میں پس منظر کے گھٹاؤ کے ارد گرد سوالات اٹھائے گئے تھے.

یہ خدشات بھی تھے کہ Lu-N-H نمونوں میں اعلی درجہ حرارت پر سپر کنڈکٹیویٹی کو ماپنے کی بیان کردہ کامیابی کی شرح صرف 35% تھی، جب کوئی امید کرے گا کہ کسی مخصوص نسخے کے لیے بنائے گئے تمام نمونے تولیدی صلاحیت میں مدد کے لیے سپر کنڈکٹنگ ہوں گے۔

میں اب بھی محسوس کرتا ہوں کہ ہائیڈرائڈ سپر کنڈکٹیویٹی کے پاس بالآخر محیط حالات میں سپر کنڈکٹر فراہم کرنے کا اچھا موقع ہے

ڈیوڈ سیپرلی

اور جب دوسرے محققین نے نتائج کو دوبارہ پیش کرنے کی کوشش کی تو وہ ناکام رہے۔ Hefei، چین میں انسٹی ٹیوٹ آف سالڈ اسٹیٹ فزکس سے تعلق رکھنے والے ڈی پینگ اور ان کے ساتھیوں نے، مثال کے طور پر، تقریباً 240 K پر منتقلی کے کچھ نشانات پائے، لیکن تجویز کرتے ہیں کہ وہ سپر کنڈکٹیویٹی کے اشارے نہیں ہیں (آر ایکس سی: 2307.00201).

تھیوریسٹ جنہوں نے اعلی درجہ حرارت کی سپر کنڈکٹیویٹی کی وضاحت کرنے کی کوشش کی وہ خود کو بھی جدوجہد کر رہے تھے۔ بوئیری اور ساتھیوں نے حال ہی میں دکھایا کہ وہ نہ صرف Lu-N-H فیز ڈایاگرام میں کسی ایک کمپاؤنڈ کی شناخت نہیں کر سکے جو ڈیاس کے غیر معمولی دعوؤں کی وضاحت کر سکے، بلکہ یہ بھی کہ Lu-N-H ہائیڈرائڈز اندرونی طور پر کم درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز ہیں (نیچر کمیون۔ 14 5367)۔ وہ کہتی ہیں، ’’ایسا کوئی ایک نظریاتی کاغذ نہیں ہے جس میں ڈائس کے نتائج کی قابلِ فہم وضاحت ہو۔

تاہم، ڈیاس کے کام کے لیے مدد ہیملی کی طرف سے ملی، جو اب یونیورسٹی آف الینوائے شکاگو میں ہے۔ ڈائس کی ٹیم کی طرف سے تیار کردہ مواد دیے جانے کے بعد، ہیملی اور ساتھیوں نے مختلف دباؤ کے تحت نمونوں کی برقی مزاحمت کی پیمائش کی، جس سے 276 kbar پر 15 K تک کے سپر کنڈکٹیویٹی کے ثبوت ملے۔آر ایکس سی: 2306.06301).

"ہماری پیمائشیں اس کے ساتھ بہترین متفق ہیں جو میں رپورٹ کیا گیا ہے۔ فطرت، قدرت کاغذ،" ہیملی نے بتایا طبیعیات کی دنیا. "مزید برآں، ڈراپ کی شدت پہلے کے اعداد و شمار سے بھی زیادہ ہے۔"

ہیملی کا کہنا ہے کہ اس نے اور ساتھیوں نے جو نظریاتی تجزیہ کیا ہے اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ Lu-N-H کا الیکٹرانک ڈھانچہ "قابل ذکر" ہے (arXiv: 2305.18196).

"ان مسلسل دریافتوں کے ساتھ، ایسے سپر کنڈکٹرز کا تعاقب جو کمرے کے درجہ حرارت پر یا اس سے بھی اوپر کام کرتے ہیں، ان مواد کو محیطی دباؤ کے قریب مستحکم کرنے کی جستجو کے ساتھ، بہت پرجوش رہتا ہے،" وہ مزید کہتے ہیں۔

اگر ہم تعلیمی سالمیت کو برقرار رکھنے میں ناکام رہے تو سائنس کو نقصان پہنچے گا۔

لیکن ڈیاس کے لیے مزید بری خبر تھی۔ 1 ستمبر 2023 کو فطرت، قدرت شائع ایک ایڈیٹر کا نوٹ قارئین کو متنبہ کرنا کہ Dias کے Lu-N-H پیپر کی چھان بین کی جا رہی ہے۔

"اس مخطوطہ میں پیش کردہ ڈیٹا کی وشوسنییتا فی الحال زیربحث ہے،" فطرت، قدرت کہا. "اس معاملے کے حل ہونے کے بعد مناسب ادارتی کارروائی کی جائے گی۔"

ایک رپورٹ کے مطابق وال سٹریٹ جرنل ستمبر کے آخر میں، Lu-N-H مقالے کے 11 میں سے آٹھ مصنفین نے ایک سینئر ایڈیٹر ٹوبیاس روڈل کو لکھا تھا۔ فطرت، قدرت, کاغذ کو واپس لینے کی درخواست کرتے ہوئے، یہ دعوی کرتے ہوئے کہ ڈیاس نے "مخطوطہ کی تیاری اور جمع کرانے کے سلسلے میں نیک نیتی سے کام نہیں کیا"۔

بظاہر، روڈل نے چند دنوں کے اندر ان کو جواب دیتے ہوئے کہا: "ہم آپ کی درخواست سے قطعی متفق ہیں کہ کاغذ واپس لیا جائے۔" اب تک، اپنے نتائج پر قائم رہنے والے واحد محقق ڈیاس اور ان کے دو موجودہ پی ایچ ڈی طلباء ہیں۔

ڈیوڈ سیپرلی الینوائے یونیورسٹی سے، جس نے ایک لکھا نیوز اینڈ ویوز مضمون برائے فطرت، قدرت Lu-N-H کے نتائج کے بارے میں، کہتے ہیں کہ وہ "مایوس" ہیں۔ فطرت، قدرت پہلی جگہ پر کاغذ کا جائزہ لینے کا بہتر کام نہیں کیا۔

"ہمیں صرف منظور شدہ مخطوطہ فراہم کیا گیا تھا نہ کہ ڈیٹا فائلز یا ریفری کے تبصرے،" وہ کہتے ہیں۔ "کاغذ کے سامنے آنے کے بعد ہی ہمیں کچھ مسائل کے بارے میں معلوم ہوا جو پہلے پایا جا سکتا تھا۔"

چل رہا ہے

ڈیاس کے گروپ کے بارے میں کیا ہوگا معلوم نہیں۔ اگست میں یونیورسٹی آف روچیسٹر اعلان کیا کہ وہ ڈیاس کے کام کی دوبارہ تحقیقات کر رہا ہے۔اگرچہ یہ تحقیقات کب مکمل ہوں گی معلوم نہیں ہے۔ "بدقسمتی سے، ڈیاس کے غیر سنجیدہ رویے نے فیلڈ کی ساکھ کو نقصان پہنچایا ہے اور اس نقصان کو ٹھیک کرنے میں کچھ سال لگ سکتے ہیں،" بوئیری کہتے ہیں۔

اس نظریے کی تائید کنڈینسڈ مادّے کے ماہر طبیعیات نے کی۔ جیمز ہیملن فلوریڈا یونیورسٹی سے، جس نے ڈیاس کے گروپ کے کچھ کاموں کی جانچ کی۔ "میرے خیال میں یہ ساری کہانی عام طور پر سائنس کے لیے نقصان دہ ہے، اور سپر کنڈکٹیوٹی ریسرچ زیادہ سے زیادہ وسیع پیمانے پر یہ سائنس مخالف اقسام کے لیے ایندھن ہے۔" طبیعیات کی دنیا. "اس کا اثر ہائی پریشر ریسرچ کے لیے فنڈنگ ​​پر پڑ سکتا ہے اور یہ بدقسمتی کی بات ہوگی کہ یہ بہت سے دلچسپ حالیہ پیش رفتوں کے ساتھ ایسا نتیجہ خیز علاقہ رہا ہے۔"

ہیملن یہ بھی سوچتا ہے کہ سائنسی تحقیقی جرائد کو اپنی بات چیت کو وسیع کرنا چاہیے تاکہ تحقیقی بدانتظامی کا امکان پیدا ہونے پر صرف متعلقہ مصنف کے بجائے مقالے کے تمام مصنفین کو شامل کیا جا سکے۔ "تمام مصنفین بدانتظامی کے الزام سے ممکنہ ساکھ کو نقصان پہنچانے کے تابع ہیں، لہذا تمام مصنفین کو شروع سے ہی ایڈیٹرز سے متعلقہ مواصلات کا رازدار ہونا چاہیے،" وہ مزید کہتے ہیں۔

ان مسائل کے باوجود ہائیڈرائڈز پر کام جاری ہے۔ جولائی میں جیلن یونیورسٹی، چین کے گوانگتاو لیو اور ساتھیوں نے ٹرنری ہائیڈرائیڈ LaBeH میں 110 GPa کے دباؤ پر 80 K تک سپر کنڈکٹیویٹی پائی۔₈ (طبیعات Rev. Lett. 130 266001).

کمرے کے درجہ حرارت کا سپر کنڈکٹر آخر کار پہنچتا ہے، ایک تاریک مادے کا پتہ لگانے والا اسرار

اگرچہ یہ درجہ حرارت اتنا زیادہ نہیں ہے، لیکن یہ ٹرنری مرکبات پرجوش ہیں کیونکہ ان میں اپنے بائنری کزنز کے مقابلے میں وسیع تر ممکنہ قسم کے ڈھانچے ہیں، جو اعلی درجہ حرارت کی سپر کنڈکٹیویٹی کے لیے دستیاب مواد کو بڑھا سکتے ہیں۔ "[ہائیڈرائڈ ریسرچ کا] فیلڈ صحت مند ہے اور مستقبل میں بہت سے زمینی توڑنے والے نتائج حاصل کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے،" بوئیری مزید کہتے ہیں۔

Ceperley اتفاق کرتا ہے. "میں اب بھی محسوس کرتا ہوں کہ ہائیڈرائڈ سپر کنڈکٹیویٹی میں بالآخر محیطی حالات میں ایک سپر کنڈکٹر فراہم کرنے کا ایک اچھا موقع ہے، جس میں وسیع تکنیکی ایپلی کیشنز ہوں گی،" وہ نوٹ کرتے ہیں۔ "ممکنہ مرکبات اور من گھڑت طریقوں کی جگہ اتنی وسیع ہے کہ انہیں تلاش کرنے میں کچھ وقت لگ سکتا ہے۔"

جہاں تک ڈیاس کا تعلق ہے، اس نے اس مضمون پر تبصرہ کرنے سے انکار کردیا حالانکہ میڈیا کے پچھلے تبصروں میں انہوں نے کہا تھا کہ وہ اپنے نتائج پر قائم ہیں۔

جولائی میں طبیعیات کی دنیا یہاں تک کہ ڈیاس کے ساتھ ایک انٹرویو شائع کرنے کی پیشکش کی اور اس کے ذریعے انہیں تحریری سوالات کا ایک سیٹ بھیجا 30 پوائنٹ، امریکہ میں مقیم PR ایجنسی ڈیاس کی جانب سے کام کر رہی ہے۔ سوالوں کے جواب دینے پر راضی ہونے کے باوجود، ڈیاس نے بعد میں انٹرویو سے ہاتھ کھینچ لیا۔

طبیعیات کی دنیا تب سے معلوم ہوا ہے کہ 30 پوائنٹ اب ڈیاس کے ساتھ کام نہیں کرتا ہے۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/superconductivity-damaged-as-researchers-look-to-move-on-from-retractions/