研究人员希望从撤稿中继续前进，超导性“受损” – 物理世界

“我将首次推出一种新材料。” 凝聚态物理学家如是说 兰加迪亚斯 到拥挤的会议室 美国物理学会三月会议 今年早些时候在拉斯维加斯。 所讨论的材料是氮掺杂的氢化镥，或 Lu-NH，迪亚斯继续描述了测量结果，声称在 294 GPa (20千巴）。

美国罗切斯特大学的迪亚斯声称观察到了超导的许多特征，例如在特定转变温度下电阻降至零以及材料排出磁场线。 他和他的同事还测量了样品的比热，该比热显示出转变温度下的特征响应。

他们的发现似乎标志着凝聚态物理学长达一个世纪的探索的顶峰：寻找在环境条件下超导的材料。 然而，演讲结束后，没有人再发一言，也没有举行疯狂的庆祝活动。 迪亚斯简单地结束了他的演讲，并将麦克风递给了下一个发言者。

一位观众询问是否还有问题。 “我们没有时间，”劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的会议主席明塔·阿金 (Minta Akin) 回答道，她的回答引起了房间里一阵可闻的呻吟声。

会议的气氛似乎与 1987 年在纽约举行的著名的“物理学伍德斯托克”会议非常不同，那次会议是在第一个高温超导体被发现后不久举行的。

当时物理学家 Georg Bednorz 和 亚历克斯·穆勒 前一年发现一种含有氧化铜、镧和钡的材料在 35 K 左右具有超导性后，点燃了凝聚态物理世界。这比之前创下的 50 K 记录高出约 23%。铌锗（Nb₃戈）。

新的“铜酸盐”材料引起了如此大的轰动，因为它们不是金属，而是绝缘体，并且它们提供了寻找新化学计量和化合物的可能性，这些化学计量和化合物有可能达到更高的转变温度。

室温超导体是人们的圣杯，它为从超高效能源网到需要强大磁铁的医疗应用等广泛应用带来了希望。

Bednorz 和 Müller 后来因这一发现获得了 1987 年诺贝尔物理学奖，在随后的几十年里，研究人员创造了新的铜酸盐基化合物，在环境压力下达到 133 K 的转变温度，在 166 GPa 左右的压力下达到 30 K 的转变温度。

从铜酸盐到氢化物

虽然铜酸盐一直是 事实上的 过去几十年的超导之王，这一切在 2010 年代中期开始发生变化。 2015年 米哈伊尔·埃雷梅茨 德国马克斯·普朗克化学研究所和约翰内斯·古腾堡大学美因茨分校的同事在硫化氢样品中观察到了 203 K 的超导性。

虽然材料需要被挤压到150 GPa（自然 525 73），2018 年由以下人员领导的小组 罗素赫姆利当时在美国乔治华盛顿大学的 260 年发表的论文报告了超级氢化镧在 180 K 时的超导性，尽管压力仍然超过 2019 GPa（物理莱特牧师. 122 027001).

同年，Eremets 团队报告了高达 250 K 温度下的超导性  在 170 GPa 的氢化镧中（自然 569 528).

对这些所谓的二元氢化物（含有氢和硫化氢等另一种元素的化合物）的研究引发了寻找高温超导体的“淘金热”。

但最令人兴奋的是，它们完全是根据第一原理计算预测的，理论与实验几乎完全吻合。

迪亚斯轻率的行为损害了该领域的声誉，可能需要几年时间才能修复损害

莉莉娅·博埃里

理论物理学家表示：“氢化物可能是继铜酸盐之后超导领域最令人兴奋的发现，也是理论与实验相互作用的一个惊人的成功故事。” 莉莉娅·博埃里 来自罗马拉萨皮恩扎大学。

Dias 和同事于 2020 年进入高温超导领域。Dias 的团队利用他将氢压缩至高压的经验（见下面的方框） 发表碳质硫氢化物论文 声称在 288 K、约 260 GPa 的压力下表现出超导性（自然 586 373).

大约在同一时间，迪亚斯与他人共同创立了一家公司——Unearthly Materials——将室温超导体商业化，同年，这项工作被授予 2020 物理世界 年度突破.

2021 年，迪亚斯甚至被评为 TIME100 下一个创新者 为了他的工作。 “让我们明确一点：悬浮滑板、磁悬浮列车和无电阻电力线今年或明年都不会出现，”指出 时间 杂志。 “但多亏了兰加·迪亚斯，他们比以往任何时候都更加亲密。”  

但并非一切都像看上去的那样。 2021 年，研究人员对论文中的一些数据处理提出了担忧，特别是从电阻测量中减去背景以显示样品在转变温度后降至零电阻的方式。

气温逐渐升高

然后，在 2022 年 XNUMX 月， 小组的 自然 论文被撤回。 “我们现在已经确定，一些关键的数据处理步骤——即应用于生成磁化率图的原始数据的背景扣除——使用了非标准的、用户定义的程序，”作者撰写的社论更新指出的原始纸张。

该论文的所有九位作者都不同意该决定 自然 尽管罗切斯特大学开始了三项内部调查，其中两项于 2022 年 XNUMX 月完成，另一项在撤回后完成。 罗切斯特宣布调查没有发现任何不当行为的证据，但尚未公布 查询的完整详细信息。

迪亚斯并没有被吓倒，在今年的 APS 会议上发表讲话后， 他的团队关于 Lu-NH 的研究成果发表，再次在 自然 (615 244）.

在四月， Dias 作为发明人的专利列表已公布 （尽管于 2022 年 2020 月提交）用于可在室温下超导的氢化镥材料。 然而，没有给出该材料的精确化学计量的细节。 但就像XNUMX年一样 自然 论文中，围绕新研究中的背景扣除提出了问题。

还有人担心，在 Lu-NH 样品中测量高温超导性的成功率仅为 35% 左右，而人们希望按照某种配方制成的所有样品都具有超导性，以帮助重现性。

我仍然认为氢化物超导性很有可能最终在环境条件下提供超导体

大卫·塞珀利

当其他研究人员试图重现这些发现时，他们失败了。 例如，中国合肥固体物理研究所的 Di Peng 及其同事发现了 240 K 左右转变的一些迹象，但表明它们并不表明超导性（的arXiv：2307.00201).

试图解释高温超导性的理论家也发现自己陷入困境。 Boeri 和他的同事最近表明，他们不仅无法在 Lu-NH 相图中识别出可以解释 Dias 非凡主张的单一化合物，而且 Lu-NH 氢化物本质上是低温超导体。自然社区 14 5367）。 “没有任何一篇理论论文能为迪亚斯的结果找到合理的解释，”她说。

然而，对迪亚斯工作的支持来自现在就职于芝加哥伊利诺伊大学的赫姆利。 在获得 Dias 团队准备的材料后，Hemley 和同事测量了样品在不同压力下的电阻，发现了 276 kbar 下超导性高达 15 K 的证据（的arXiv：2306.06301).

“我们的测量结果与报告中的内容非常吻合 自然 纸，”海姆利告诉 物理世界。 “而且，下降的幅度甚至比之前的数据还要大。”

Hemley 表示，他和同事进行的理论分析表明 Lu-NH 的电子结构是“非凡的”（arXiv：2305.18196).

“随着这些不断的发现，对在室温甚至高于室温下工作的超导体的追求，以及在接近环境压力下稳定这些材料的追求，仍然非常令人兴奋，”他补充道。

如果我们不能维护学术诚信，科学就会受到损害

但迪亚斯还有更多坏消息。 1 年 2023 月 XNUMX 日 自然 出版 编者注 提醒读者 Dias 的 Lu-NH 论文正在接受调查。

“这份手稿中提供的数据的可靠性目前受到质疑，” 自然 说。 “一旦此事得到解决，将采取适当的编辑行动。”

根据在一个报告 “华尔街日报” 11 月下旬，Lu-NH 论文的 XNUMX 位作者中的 XNUMX 位写信给《纽约时报》的高级编辑 Tobias Rödel。 自然，要求撤回该论文，声称迪亚斯“在准备和提交手稿方面没有善意行事”。

显然，罗德尔在几天内回复了他们，并指出：“我们绝对同意您撤回论文的要求。” 到目前为止，唯一坚持自己研究结果的研究人员是迪亚斯和他目前的两名博士生。

大卫·塞珀利 来自伊利诺伊大学，他写了一篇 新闻和观点文章 自然 关于 Lu-NH 结果，他表示“很失望” 自然 一开始就没有更好地审查论文。

“我们只收到了已接受的手稿，没有提供数据文件或审稿意见，”他说。 “直到论文发表后，我们才了解到一些本来可以更早发现的问题。”

在移动

迪亚斯的团队会发生什么还不得而知。 八月 罗彻斯特大学 宣布再次调查迪亚斯的工作，尽管调查何时完成尚不清楚。 “不幸的是，迪亚斯轻率的行为损害了该领域的声誉，可能需要几年时间才能修复损害，”博埃里说。

这一观点得到了凝聚态物理学家的支持 詹姆斯哈姆林 来自佛罗里达大学的研究人员检查了迪亚斯小组的一些工作。 “我确实认为整个传奇故事总体上对科学造成了损害，而超导研究更广泛地说，它是反科学类型的燃料，”他告诉我们 物理世界。 “这可能会对高压研究的资金产生影响，鉴于这是一个硕果累累的领域，最近取得了许多令人兴奋的进展，这将是不幸的。”

哈姆林还认为，当提出潜在的研究不端行为时，科学研究期刊应该扩大沟通范围，包括论文的所有作者，而不仅仅是通讯作者。 “所有作者都可能因不当行为指控而受到潜在的声誉损害，因此所有作者从一开始就应该了解编辑的相关通信，”他补充道。

尽管存在这些问题，氢化物的研究仍在取得进展。 110月，中国吉林大学的Guangtao Liu及其同事发现三元氢化物LaBeH在80 GPa的压力下具有高达XNUMX K的超导性₈ (物理学。 牧师 130 266001).

室温超导体终于问世，暗物质探测器之谜

尽管这个温度并没有那么高，但这些三元化合物令人兴奋，因为它们比它们的二元化合物具有更广泛的潜在结构多样性，这可以扩展可用于高温超导的材料。 “氢化物研究领域是健康的，并且有可能在未来产生更多突破性的成果，”博埃里补充道。

塞珀利同意。 “我仍然认为氢化物超导性很有可能最终在环境条件下提供超导体，这将具有广泛的技术应用，”他指出。 “可能的化合物和制造方法的空间如此之大，可能需要一些时间才能找到它们。”

至于迪亚斯，他拒绝对本文发表评论，尽管在之前的媒体评论中他表示自己坚持自己的结果。

在七月 物理世界 甚至主动提出发表对迪亚斯的采访，并通过以下方式向他发送了一组书面问题 30点，一家代表迪亚斯行事的美国公关机构。 尽管迪亚斯同意回答这些问题，但后来退出了采访。

物理世界 此后得知 30 Point 不再与 Dias 合作。

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