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<随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c>21℃「室(shi)溫(wen)超(chao)導(dao)」成(cheng)世(shi)紀(ji)騙(pian)局(ju)？中(zhong)科(ke)院(yuan)物(wu)理(li)所(suo)發(fa)布(bu)驗(yan)證(zheng)論(lun)文(wen)，沒(mei)復(fu)現(xian)成功(gong)

新(xin)智(zhi)元(yuan)報(bao)道(dao)

編(bian)輯(ji)：桃(tao)子(zi) 昕(xin)朋(peng)

【新智元导讀(du)】21℃室温超导如(ru)果(guo)是(shi)真(zhen)的(de)，那(na)將(jiang)是顛(dian)覆(fu)物理學(xue)的发现。3月(yue)9日(ri)，中科院物理所提(ti)交(jiao)的壹(yi)篇(pian)「室温超导」验证论文引(yin)網(wang)友(you)圍(wei)觀(guan)。

21℃室温超导，難(nan)道又(you)是一大(da)骗局？

3月9日，中科院物理所在(zai)arXiv上(shang)提交了(le)一篇论文對(dui)其(qi)結(jie)果進(jin)行(xing)了验证，登(deng)上了知(zhi)乎(hu)熱(re)榜(bang)。

论文中，科学家(jia)合(he)成的二(er)元鑥(lu)氫(qing)化(hua)合物（Lu4H23），能(neng)在71K（-202°C），218GPa條(tiao)件(jian)下(xia)實(shi)现超导轉(zhuan)變(bian)。

论文地(di)址(zhi)：https://arxiv.org/abs/2303.05117

與(yu)Ranga Dias的研(yan)究(jiu)结果相(xiang)比(bi)，既(ji)不(bu)室温，也(ye)不近(jin)常(chang)壓(ya)。

然(ran)而(er)，Dias拒(ju)絕(jue)公(gong)開(kai)具(ju)體(ti)的研究數(shu)據(ju)和(he)实验步(bu)驟(zhou)，這(zhe)篇论文也算(suan)是一種(zhong)「逼(bi)宮(gong)」。

没复现成功？

「室温超导」可(ke)以(yi)說(shuo)是諾(nuo)獎(jiang)級(ji)別(bie)的工(gong)作(zuo)。

3月8日，美(mei)國(guo)科学家Ranga Dias宣(xuan)稱(cheng)已(yi)經(jing)实现了室温超导，一時(shi)間(jian)引爆(bao)全(quan)网。

隨(sui)之(zhi)第(di)二天(tian)，中科院发文称，「讓(rang)子彈(dan)再(zai)飛(fei)一會(hui)兒(er)。」

當(dang)然了，中科院物理所團(tuan)隊(dui)並(bing)非(fei)蹭(ceng)热度(du)。

Ranga Dias用(yong)的是「镥-氢-氮(dan)」三(san)元化合物，而中科院用的是「镥-氢」二元化合物，還(hai)是有(you)所不同(tong)。

论文中，中科院研究人(ren)員(yuan)使(shi)用金(jin)剛(gang)石(shi)对頂(ding)砧(zhen)在超高(gao)压条件下合成了二元镥氢化物（Lu4H23），在218 Gpa的超高压下，实现镥-氢71 K的超导转变。

得(de)出(chu)的主(zhu)要(yao)结论是，在高压下成功地合成出了LaH10和LaH6兩(liang)种镥-氢化合物，并且(qie)发现这两种化合物在一定(ding)的压力(li)下確(que)实表(biao)现出了超导性(xing)。

但(dan)值(zhi)得註(zhu)意(yi)的是，这些(xie)化合物的超导转变温度仍(reng)然相对較(jiao)低(di)，最(zui)高的转变温度約(yue)為(wei)-23°C。

作者(zhe)指(zhi)出，在低於(yu)1.8GPa时，由(you)于樣(yang)品(pin)質(zhi)量(liang)下降(jiang)、金刚石砧座(zuo)对測(ce)量信(xin)號(hao)幹(gan)擾(rao)增(zeng)加(jia)以及(ji)其他(ta)未(wei)知因(yin)素(su)影(ying)響(xiang)等(deng)原(yuan)因，他們(men)無(wu)法(fa)得到(dao)可靠(kao)和穩(wen)定的数据 。

这篇论文的重(zhong)要性在于，成功地复现了Dias等人所宣称的室温超导现象(xiang)的核(he)心(xin)实验，即(ji)在高压下合成镥-氢化合物，并观察(cha)到了其超导性。

其实，Ranga Dias早(zao)在一年(nian)前(qian)的Golden Conference就(jiu)講(jiang)過(guo)镥-氮-氢的实验结果，包(bao)括(kuo)在Nature上文章(zhang)的投(tou)稿(gao)时间也是2022年4月26日。

因此(ci)，業(ye)內(nei)相關(guan)工作的研究就开始(shi)了。

一直(zhi)以來(lai)，其他团队没有复现出来。一方(fang)面(mian)，是因为Dias团队没有公布样品合成細(xi)節(jie)，另(ling)一方面可能就是根(gen)本(ben)重复不出来。

在Dias论文中，只(zhi)是給(gei)出了可能的材(cai)料(liao)结構(gou)，在具体制(zhi)備(bei)方法上并没有詳(xiang)细介(jie)紹(shao)。其实從(cong)另一方面来看(kan)，将氮这個(ge)元素的加入(ru)，确实会有一定的挑(tiao)戰(zhan)。

如圖(tu)，Dias繪(hui)制的晶(jing)胞(bao)图，白(bai)色(se)原子是氢，綠(lv)色的是镥，粉(fen)色的是不同位(wei)點(dian)的氢原子，他们给出的样品化学式(shi)是LuH3?δNε。

可以说在71K，218GPa条件下实现超导转变，是重复Dias工作很(hen)好(hao)的起(qi)点。

而下面研究繼(ji)續(xu)推(tui)进的重点，需(xu)要把(ba)氮N加进去(qu)，再看後(hou)续的结果。

然而，会有结果嗎(ma)？

再曝(pu)抄(chao)襲(xi)！博(bo)士(shi)论文也是抄的

最近，对Ranga Dias的进一步不当行为指控(kong)又浮(fu)出水(shui)面。

3月9日，《物理評(ping)论》对Dias等人合著(zhu)的2021年6月的一篇论文展(zhan)开了調(tiao)查(zha)，这篇论文涉(she)嫌(xian)操(cao)縱(zong)数据。

本月早些时候(hou)，佛(fo)羅(luo)裏(li)達(da)大学物理学家James Hamlin称，Dias的2013年博士论文抄袭了自(zi)己(ji)在2007年的论文。

Hamlin还告(gao)知 《物理评论快(kuai)报》（PRL），Dias论文中的硒(xi)化鍺(zhe)電(dian)阻(zu)率(lv)曲(qu)線(xian)与2021年PRL论文中的硫(liu)化錳(meng)电阻率曲线相似(si)。然而，这两种材料不應(ying)該(gai)有相同的电阻率曲线。

期(qi)刊(kan)的執(zhi)行编辑Jessica Thomas证实，PRL已对该指控展开调查。他表示(shi)，这是一个相当嚴(yan)重的指控，我(wo)们不会掉(diao)以輕(qing)心。

为了理解(jie)这些指控，Physics雜(za)誌(zhi)獨(du)立(li)審(shen)查了Dias的论文，并与包括Dias在内的十(shi)幾(ji)位高温超导專(zhuan)家进行了交談(tan)。盡(jin)管(guan)意見(jian)不一，但绝大多(duo)数人認(ren)为可能发生(sheng)了某(mou)种形(xing)式的不当行为。

如果紐(niu)约罗切(qie)斯(si)特(te)大学的Ranga Dias和他的团队观察到室温（294 K），近常压的超导性，他们的发现可能是21世纪最大的科学进步之一。

这种突(tu)破(po)将標(biao)志著(zhe)朝(chao)着室温超导体改(gai)变电网、計(ji)算機(ji)處(chu)理器(qi)和醫(yi)学診(zhen)斷(duan)工具的未来邁(mai)出的重要一步。

但在过去的3年里，在其他研究人员对他们2020年室温超导的主張(zhang)提出质疑(yi)后，罗切斯特团队，特别是Dias，一直被(bei)科学不当行为的指控所籠(long)罩(zhao)。

2022年9月，Nature杂志报道了这一结果，该论文被撤(che)回(hui)了。

Dias否(fou)认了这些指控，他表示，

「我真的把这一切看作是一場(chang)科学辯(bian)论。因此，尽管这些是毫(hao)无意義(yi)的、毫无根据的说法，但我真的认为这些正(zheng)在促(cu)进科学的进步。」

他堅(jian)持(chi)认为，自己的两种室温超导性聲(sheng)明(ming)的数据都(dou)是可靠和有效(xiao)的。

聖(sheng)杯(bei)摘(zhai)下？为时过早

第一个室温超导体？

超导体是一种电子以零(ling)电阻傳(chuan)播(bo)的材料。

第一个已知的超导体只能保(bao)持在高达约25K的超导狀(zhuang)態(tai)。在20世纪80年代(dai)末(mo)，研究人员发现了第一个所謂(wei)的高温超导体，其超导率高达90 K——液(ye)氮可以达到这种温度。

科学家认为他们正处于室温超导体革(ge)命(ming)的風(feng)口(kou)浪(lang)尖(jian)上。

1911年发现了第一个超导体Mercury

但是，到目(mu)前为止(zhi)，这些早期实验中使用的高温超导体（主要是氧(yang)化銅(tong)）都没有顯(xian)示其超导性保持在约160K以上，低于南(nan)極(ji)洲(zhou)記(ji)錄(lu)的最冷(leng)温度。

还有另一条預(yu)测的高温超导路(lu)徑(jing)。模(mo)型(xing)表明，在巨(ju)大的压力下，氢可以转化为金屬(shu)，在数百(bai)开爾(er)文时可以超导。

包括Dias和他的哈(ha)佛大学博士后顧(gu)問(wen)Isaac Silvera在内的几組(zu)研究人员声称在实验室中制造(zao)了金属氢，但该州(zhou)存(cun)在的确鑿(zao)证据仍然难以捉(zhuo)摸(mo)。

研究人员更(geng)幸(xing)運(yun)地創(chuang)造了在较低压力下凝(ning)固(gu)的金属氢合金。

2009年，研究人员声称发现了第53种元素是超导体。在发现结果背(bei)后的数据受(shou)到操纵后，这一说法后来被撤銷(xiao)。

2015年，来自德(de)国的一个团队报告了硫化氢（H(3)S）的超导性，为203 K和155 GPa。四(si)年后，有报告称氢化鑭(lan)（LaH(10)）在250 K和170 GPa实现超导。第一个室温超导体似乎觸(chu)手(shou)可及。

2020年10月14日，Dias和他的同事(shi)在《自然》杂志上宣布，他们在含(han)氢材料碳(tan)氢化合物（CSH）中发现了超导性，其含量为287 K和267 GPa——第一个室温超导体。

其他科学家的初(chu)步反(fan)应在很大程(cheng)度上是積(ji)极的。德国馬(ma)克(ke)斯·普(pu)朗(lang)克化学研究所的Mikhail Eremets说：「我给Dias打(da)了电話(hua)，向(xiang)他表示祝(zhu)賀(he)。」Eremets領(ling)导了报告2015年硫化氢超导结果的团队。

但不是每(mei)个人都印(yin)象深(shen)刻(ke)。加州大学圣地亞(ya)哥(ge)分(fen)校(xiao)的凝聚(ju)态理论家Jorge Hirsch是对富(fu)氢化合物中高温超导的懷(huai)疑论者。

当CSH结果发布时，Hirsch立即檢(jian)查了论文是否有缺(que)陷(xian)，并很快专注于磁(ci)易(yi)感(gan)性的测量，该属性描(miao)述(shu)了磁场对材料的影响。与电阻一样，当材料进入超导状态时，磁易感性应该急(ji)劇(ju)下降——这是超导性的关鍵(jian)测試(shi)。

然后，随着温度进一步降低，它(ta)应该变平(ping)或(huo)非常緩(huan)慢(man)地上升(sheng)。

对Hirsch来说，《自然》论文中其中一个磁易感图（特别是「擴(kuo)展数据图7d」的插(cha)入图像(xiang)）的形状似乎很奇(qi)怪(guai)，因为较低温度下的斜(xie)率显示出急剧上升。这段(duan)令(ling)人費(fei)解的数据是导致(zhi)更多问題(ti)的第一个。

为了了解2020年CSH数据，Hirsch检查了2009年在PRL上发表的结果，该结果报告了銪(you)的超导性。由于铕和CSH的行为非常不同（铕超导率僅(jin)达2.75 K），Hirsch驚(jing)訝(ya)地发现这两种材料似乎具有形状相似的磁易感性图。

纵看两篇论文的作者貢(gong)獻(xian)，Hirsch指出，两套(tao)磁易感性测量都是由同一个人Matthew Debessai进行的，截(jie)至(zhi)2021年在英(ying)特尔公司(si)工作。佛罗里达大学高压实验家、铕论文的作者James Hamlin说，「数据表面上看起来相似......但它们并不是重复的。」

Hirsch被这些共(gong)同点所震(zhen)惊，2020年11月，他向Debessai发送(song)电子郵(you)件，要求(qiu)提供(gong)数据。Debessai没有合作，所以Hirsch聯(lian)系(xi)了该论文的其他作者，以獲(huo)得他想(xiang)要的信息(xi)。

Hamlin说，「我破解了数据，我要向Jorge证明这些数据没有问题。」

他说，然而事与願(yuan)違(wei)，他发现了「一个又一个的问题」，包括似乎从一个温度範(fan)围复制和粘(zhan)貼(tie)到另一个温度范围的磁易感性数据的一部(bu)分。

PRL收(shou)到警(jing)报，该论文于2021年12月23日被撤回。Hamlin的另一位合著者重复了铕实验，发现并不存在超导性。

当Hamlin发现铕数据问题时，他与Dias和Ashkan Salamat会面，他是内華(hua)达大学拉(la)斯維(wei)加斯分校的物理学家，也是CSH论文的作者。

但是，根据Hamlin的说法，Dias和Salamat似乎并不关心可能的不当行为。他说，他们似乎更擔(dan)心数据制造的消(xiao)息会瘋(feng)传。

无法复制的结果

当Hirsch调查已发布的CSH数据时，其他人试图复制CSH结果。华盛(sheng)頓(dun)特區(qu)卡(ka)内基(ji)研究所的材料科学家Alexander Goncharov说，论文中关于如何(he)合成CSH的描述「稀(xi)缺但仍然足(zu)夠(gou)」。他认为复制是可行的。

Goncharov和他的团队合成了CSH，但只能通(tong)过修(xiu)改后的程序(xu)，在其中一个步骤中使用了不同的材料（甲(jia)烷(wan)取(qu)代了純(chun)碳）。Eremets也试图重现Dias的结果，但经过六(liu)个月的工作，他说他放(fang)棄(qi)了。迄(qi)今(jin)为止，没有一个无关的实验证实了Dias的合成，更不用说观察到CSH中的超导性了。

Eremets和Goncharov都联系了Dias，尋(xun)求合成CSH的指导，但他们说他们没有得到任(ren)何幫(bang)助(zhu)。

Eremets说，他習(xi)慣(guan)于在这些问题上进行更多的合作。当他宣布发现H(3)S中的超导性时，他让休(xiu)斯顿大学的高温超导专家Paul Chu立即进入他的实验室，以回应Chu的要求。

伊(yi)利(li)诺伊大学芝(zhi)加哥分校的凝聚态物理学家Russell Hemley说，「这是一个棘(ji)手的合成程序，而且通常不起作用。」

Hemley与Dias合作进行了最近的CSH实验。他说，「妳(ni)必(bi)須(xu)获得恰(qia)到好处的初始压力，并使用正确的激(ji)光(guang)功率等。Eremets和Goncharov没有成功的事实并没有告訴(su)我太(tai)多，只是它很棘手。」

理论家也很难对CSH结果进行建(jian)模。罗马大学凝聚态物质理论家Lilia Boeri说，在过去的两年半(ban)里，尽管进行了严格(ge)的理论搜(sou)索(suo)，但没有人发现含有碳、硫和氢的單(dan)一结构，并且超导温度与CSH相同。

相比之下，其他氢化物很容(rong)易被模擬(ni)，其超导过渡(du)温度计算在实验值的5%以内。Boeri说，室温超导CSH「不应该存在」。

Hemley认为，称为虛(xu)拟晶体近似的簡(jian)化计算可以解釋(shi)CSH的属性。然而，Boeri说，只有当化合物含有元素周(zhou)期表中相鄰(lin)的元素，而碳和硫不是时，该近似值才(cai)適(shi)用。

数据风波(bo)

一年多来，Dias拒绝提供CSH数据文件。他声称，遲(chi)迟不来的专利是他无法共享(xiang)的原因。

Hamlin称，「我认为这纯粹(cui)是胡(hu)扯(che)。这些只是电压与温度数据。」

然后在2021年12月25日，即铕超导论文被收回两天后，Dias和Salamat改变了主意，发布了磁易感性测量的完(wan)整(zheng)数据集(ji)。

Hirsch开始与日内瓦(wa)大学的凝聚态物理学家Dirk van der Marel一起研究数据。他们很快就发现了一些奇怪的東(dong)西(xi)。

为了获得CSH磁敏(min)感性数据——超导性的关键证据——Dias和他的同事在Nature杂志上寫(xie)道，他们进行了两个独立的电压测量：来自超导CSH样品的「原始」信号和非超导CSH样品的背景(jing)信号。然后，他们从原始信号中減(jian)去背景，以获得「干凈(jing)」的信号。

当测量信号时，它以数据随机波動(dong)的形式包含一些噪(zao)声。独立测量的信号将具有独立的噪声，从另一个信号中减去一个这样的信号应该会导致至少(shao)具有如此多噪声的干净信号，而这与Dias和同事所呈(cheng)现的相反。

2022年9月26日，CSH的论文被撤回。Dias称，「这是一种非标準(zhun)的方法，我们还没有披(pi)露(lu)它。所以这就是撤回的原因。Nature没有质疑我们数据的有效性......数据是有效的。」

但Hamlin说，「非标准方法」并不能解释数据关系。另一方面，很容易理解如何走(zou)向另一个方向，如何获取已发布的数据并添(tian)加一些内容以获取原始数据。

此外(wai)，在撤回后发表的一項(xiang)分析(xi)中，Hamlin还发现了电阻率数据中的问题。

他发现，一些数据点由離(li)散(san)步骤分隔(ge)，而另一些則(ze)由光滑(hua)的斜坡(po)分隔。雖(sui)然数字(zi)化创建了离散的步骤，但它不会在它们之间创建平滑的曲线。

当被问及Hamlin是否会在其他氢化物超导体的电阻率数据中看到類(lei)似的模式时，Dias的回答(da)是肯(ken)定的。但在其他此类材料的测量中没有看到階(jie)梯(ti)状模式，与磁易感性数据不同，电阻率测量没有可以引入它们的背景。

罗切斯特大学对CSH数据操纵指控进行了2次(ci)内部调查，由Steven Manly和Gilbert Collins领导。

据一位发言(yan)人称，这两项调查「都确定没有证据支(zhi)持这些担憂(you)」。但该大学没有公开调查的職(zhi)權(quan)范围，也没有为调查提供任何理由或如何得出结论的细节。

剽(piao)竊(qie)指控

当Hamlin研究Dias关于CSH的数据时，他在论文中发现了一些似曾(zeng)相識(shi)的句(ju)子，这些句子和他在2007年的博士论文中写的极其类似。

为此，Hamlin拿(na)出了Dias的2013年论文，并将他的论文和Dias的论文进行对比。结果显示，这两篇文章包含許(xu)多相同的段落(luo)。Physics独立比较了这两篇论文，发现了数十个字对字匹(pi)配(pei)的段落和两个有惊人相似之处的数字。

Hamlin关于磁易感性测量的论文第64頁(ye)和第66页的段落（左(zuo)）包含与Dias和Salamat的2021年arXiv论文第6页相同的文本，其中两人分享了原始CSH数据（右(you)）。

針(zhen)对他抄袭Hamlin论文的指控，Dias说他没有做(zuo)錯(cuo)什(shen)麽(me)，并称「我有适当的引文。」

授(shou)予(yu)Dias博士学位的华盛顿州立大学拒绝评论他们是否进行了不当行为调查。罗切斯特大学的一份(fen)声明说，「Dias博士对这些错誤(wu)負(fu)責(ze)，并正在与他的论文顾问合作......修改论文。」

越(yue)来越多的指控和各(ge)种论文撤回导致Dias的同事对他的科学主张持謹(jin)慎(shen)态度。Eremets说，「尽管如此，我不想相信「这些指控」，因为它太严重了」。他更希(xi)望(wang)这个领域(yu)只是忘(wang)记不可复制的CSH结果，继续前进。其他人不那么寬(kuan)容。

Hamlin说，「我认为在社(she)区接(jie)受任何进一步的索賠(pei)之前，需要解決(jue)这些各种问题。」

对于van der Marel来说，新论文最大的问题是它处理2020年CSH结果的方式。Dias和他的同事在描述他们的背景减法技(ji)術(shu)时，积极引用了撤回的论文及其撤回通知——这是2020年CSH不当行为指控的核心。「我也不懂(dong)Nature的做法。他们为什么让这种情(qing)況(kuang)发生？」他问。

关于研究可复现问题，Nature在2016年做了一个详细调查，称超过70%的研究人员无法复现其他科学家的实验，甚(shen)至有一多半的人无法复制自己的实验。

正如网友所说，

这种能复现的可能性很低，但不代表美国结论是假(jia)的。因为为了保護(hu)知识產(chan)权，维护实验室技术机密(mi)，作者在论文里故(gu)意略(lve)去一些实验步骤，模糊(hu)化一些实验条件，甚至是极小(xiao)限(xian)度的修改正确实验条件都是正常现象，为的就是防(fang)止有人看了论文之后后来居(ju)上。

因此，对于Dias的最新研究考(kao)证，还是有待(dai)时间的检验。

參(can)考資(zi)料：

https://www.zhihu.com/question/588687533/answer/2931272192

https://mp.weixin.qq.com/s/xhiYIk6pKG9FjdcasQs-aQ

https://www.zhihu.com/question/588687533

https://physics.aps.org/articles/v16/40

https://www.thehindu.com/sci-tech/science/scientist-who-reported-room-temperature-superconductivity-faces-more-controversy/article66606747.ece返(fan)回搜狐(hu)，查看更多

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