Nature:为啥室温超导支棱不起来

Nature:为啥室温超导支棱不起来这篇文章的原标题是“为什么室温超导总被质疑”,看上去好像是一则评论。但实际上文章却在“讲故事”,主人公是美国罗切斯特大学的物理学家RangaDias。就是三月份引发美国物理学会会议现场爆满的那位宣布发现新“室温超导材料”的学者。Dias团队声称研发出的材料是一种名为亚氨基镥(LuNH)的氢化物,据称在1GPa、21摄氏度下“有超导特性”。与LK99不同,Dias有关LuNH的论文发布后引发了大规模的质疑。实验复现失败、作者不肯透露产物制备细节,Nature也向其中添加了“数据存疑”的注释。这已经不是Dias的论文第一次被质疑,该团队此前就发布过一种氢化物“室温超导”材料,最终以被撤稿结局。仅一团队复现“部分成功”此前的撤稿经历也许加深了人们的怀疑,但还是有不少团队尝试对Dias的实验进行了复现。不过结果并非如Dias所愿——这些复现实验,基本都以失败告终。论文发布后两个月,南京大学闻海虎教授的课题组就发布论文称LuNH没有显示出超导特性。与此同时,来自国内外多家高校和研究机构也纷纷对LuNH的“超导性能”进行了“打假”。不过倒是有一个团队声称成功复现了Dias的成果,但证据似乎并不充分。伊利诺伊大学芝加哥分校的Hemley团队发布的一则论文显示,在3℃左右观察到了LuNH的电阻变化。不过,专业人士表示,仅仅是电阻变化并不足以说明LuNH具有超导特性,何况论文中只有四个数据点。德国马普所的研究人员AlexanderDrozdov更是说,这一结果可能是由于接触不良导致的。对于实验复现的失败,Dias的解释是这些团队“没有足够样本、未进行足够的测试”,但Dias却没有详细公开试验方案和样品制备细节。不仅是实验没能成功,LuNH在理论层面也饱受质疑。罗马第一大学的理论凝聚态物理学家LiliaBoeri告诉Nature,一些研究人员用计算机模拟了多种Lu、N和H原子的排列,但都未能从中观察出室温超导迹象。作者屡陷学术丑闻除了论文内容本身,Dias“学术不端”的“前科”或许也是他遭到怀疑的一个重要原因。据Science杂志网站消息,今年有人指控Dias的博士论文抄袭了圣路易斯华盛顿大学的JamesHamlin。据悉,Dias的论文至少有6300个单词(约占21%)与Hamlin的论文相同。对此,Dias表示的确有部分内容“未明确标注来源”,但拒绝发表更多评论。Dias被指控的学术不端行为,除了抄袭还有数据造假。其中就包括Dias在2020年第一次发表的“室温超导”论文(已被撤回)。但撤稿之后,Dias所在的罗切斯特大学对此事进行了调查,结果是“没有证据支持这些担忧”。无独有偶,Dias在PhysicalReviewLetters(PRL)发表的另一篇论文也被质疑造假。PRL委托四名独立审稿人对此事进行了调查,调查结果“令人信服地支持了数据捏造/伪造的指控”。除了Dias自己,这篇论文的其他所有作者都签字同意撤稿,但Dias依旧坚持称结果没有问题。这些学术丑闻是真实存在还是另有隐情不得而知,但可以确定的是科学家们对于Dias研究的态度是越来越小心了。参考链接:[1]https://www.nature.com/articles/d41586-023-02733-z[2]https://www.science.org/content/article/plagiarism-allegations-pursue-physicist-behind-stunning-superconductivity-claims...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382325.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1382325.htm

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21℃室温超导成果被美院士宣称复现新实验基于原始样品一时之间,目光又再次聚焦到了这项实验之上。这次,来真的了?美院士称初步复现21℃室温超导实验这位院士名叫RussellHemley,是国际高压领域著名专家。他的团队的复现方法,是基于Dias提供的材料实现的。即他们在Lu-N-H样品上进行了电阻测量,发现该材料在室温附近得到的Tc值以及对氮掺杂氢化镥的压力依赖性,和之前Dias的结果十分接近,也就是这一全新材料的确出现了室温超导现象。与此同时,这项成果是基于另一组相同材料的实验在不同实验室同步进行、独立测量的,似乎能够进一步证明其可信度。实验详细过程也在文中揭露,如知乎网友@SACE总结,包括:——是的,Hemley这篇论文还重点回应了南大闻海虎等团队之前的“证伪”实验。文章表示:也就是说,大家都没能复现出来,是合成材料的方法跟原始Dias所用的方法不一样(而他直接拿到了原始样品,才复现了实验)。除此之外,Hemley还讨论了为什么“合成方法不同就会导致样品发生变异,因而显示不出超导性”。总之,这一材料的合成不仅严重依赖于材料结构(包括氮杂质控制),还要全面考虑到化学计量和N-H空位的有序性等条件。反转了?再等等所以,美国院士这一复现实验能代表Dias反转成功吗?各方观点不一。知乎网友@笠道梓表示:要想坚实证明室温超导,除了电阻数据,还有磁化率数据显示的迈斯纳(Meissner)效应才行。但Hemley院士的复现只包含了前者。这也是被很多人反复质疑的一个点。另外,还有人指出,施加外磁场压制超导的实验数据和比热数据也没有呈现。总之就是,只提供了一方面的单一数据,信服度还不够。还有人质疑为什么Dias能提供给他原始样品。这就要从俩人的“特殊关系”说起了。据了解,Hemley教授一直与Dias团队在超导材料研究方面有广泛合作,同时也是Dias的支持者。因此,有人也表示,可不可以将样品再寄给别的团队再进行复现呢?当然,也有网友称,“找自己人帮忙”其实可能也有Dias团队自己的考量。支持的声音也并不缺乏,如知友@SACE就在通读论文后表示:Hemley的实验有理有据,只要所用材料是真的,室温超导的真实性其实可以算是上升了一大截的。现在就需要更多科学家对材料真伪进行研究。值得一提的是,环球科学已火速采访了南大闻海虎教授,他仍然有3个质疑点:首先是认为涉及电阻转变太突然、太陡了。违反了超导现象的基本认知。其次是文中显示的电极做得很糟糕,形状很不规范。最后是电阻掉一下不能代表超导,还需要其他更本征的性质,特别是磁性质。所以基于这三点,闻海虎教授认为Hemley的复现还远谈不上反转。所以,还得让子弹再飞一会儿,等待更多证明结果。因此,也有网友担忧:不会搞到最后大家就这个问题反复刷顶刊吧。。论文地址:https://arxiv.org/abs/2306.06301参考链接:https://www.zhihu.com/question/606341241...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365229.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1365229.htm

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韩国“室温超导”争议疑云始末低温超导体现象过程展示这是全球首个证实“常温常压超导体”理论可行的相关论文,为“室温超导”材料的技术研究提供了新的方向和启示,有望推动千亿规模的室温超导产业应用发展。一周前,韩国科研团队利用掺杂铜的铅磷灰石材料LK-99晶体称实现了“室温超导”现象,学术界则对此争议颇多,多个团队进行“复现狂潮”以证伪。除了美国团队之外,8月1日下午,中国的华中科技大学材料学院团队也成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体,俄罗斯科学家IrisAlexandra也成功复现,但印度国家物理实验室团队两次复现均失败,中国科学院物理所、华中科技大学另一团队实现了未经证实的部分复现。早在2020年《科学》杂志发文称,“终于,室温超导实现了”,但在之前,美国迪亚兹的“室温超导”实验却都无法实现复现,整体是失败的。(注:详见前文:《全球热议“室温超导”新突破,一场新的能源革命要来了?》)值得一提的是,8月2日有消息称,韩国“室温超导”论文作者李硕裴(SukbaeLee)表示,论文存在缺陷,系团队中的一名成员、Young-WanKwon教授未经其他作者许可擅自发布,目前团队正向arXiv要求下架论文。有趣的是,ChatGPT之父、OpenAICEOSamAltman则直接发文吐槽:一个月前大家关注的是马斯克(ElonMusk)和马克·扎克伯格的社交软件争斗,而现在,人们却因可能将拥有一个真正的室温超导体而惊呆了。受此消息影响,资本市场相关概念股似乎已经提前“沸腾”了。8月1日美股,风力涡轮机电子控制系统公司美国超导(NASDAQ:AMSC)一度涨超100%;而国内超导个股永鼎股份、法尔胜、百利电气上涨20%触及涨停板。历经192个小时的“室温超导”争议和反转公开资料显示,室温超导体全称为超导电性,又称常温超导体,是指可以在高于0摄氏度的温度有超导现象的材料。而超导体的一个特性是“零电阻”,亦即电流通过时,没有因为受到任何阻力而导致损失,因此,这是一种革命性的材料。多年来,寻找一种无需极低温或者极高压就可以使用的超导体是超导界的一大梦想。1908年,荷兰物理学家昂尼斯(HeikeKamerlinghOnnes)成功液化了氦气,并获得了接近绝对零度的低温4.2K(约-269摄氏度)。1911年,昂尼斯等人用液氮冷却金属汞时发现,汞的电阻在温度降至4.2K左右时急剧下降至消失,具备完全导电性,1913年昂尼斯又发现锡和铅也和汞一样具有超导性,同年由于对物质在低温状态下性质的研究以及液化氦气,昂内斯被授予1913年诺贝尔物理学奖。而超导的概念随之而来。此前,超导体必须在极低温环境下工作,技术分类主要有四种:低温超导,需要在40K(约-233.15℃)以下液氮温度才能达到超导状态,常见低温超导体包括铌钛合金、铌铝合金等;金属超导,常见的金属超导体包括铅、铝、汞等,需要非常低的温度才能实现超导;铁基超导;铜氧化合物超导,是铜氧化物(cuprates)为主要成分的超导材料,优势在于超导转变温度相对较高,可以在液氨温度以上实现超导。1987年,研究人员发现了一种含铜的超导体,其工作温度为零下196摄氏度。后续实验最终将超导温度提高到-140摄氏度。从学术界角度看,目前,全球并没有研发出真正实用的室温超导体及材料,所以很多科学家开始不断实验,寻求全球首个常温超导体以实现“革命性技术突破”,主要由于超导体被用于为粒子加速器和核磁共振设备中磁铁提供动力,它们是量子计算机的基石,而量子计算机的性能最终可能超过世界上最好的超级计算机,如果它们不需要冷藏从而更容易操作和制造,产业影响可能会更广泛。2023年以来,主要有两个事件催化了“室温超导”引起广泛关注:美国迪亚兹室温超导成果争议,和韩国科研团队的实验。今年3月7日,美国纽约罗切斯特大学物理学家朗加·迪亚兹(RangaDias)在美国物理学会年会上介绍研究新进展,称团队创造出的超导可在室温和相对较低的压力下工作。这不是迪亚斯第一次将室温超导公之于世。2020年,迪亚斯发布论文称,已经在实验室将氢、碳和硫元素,在金刚石压腔中通过光化学合成简单的碳质硫氢化物(CSH),并将其超导临界温度提升至15°C。然而,Nature认为迪亚斯的数据处理方式有问题,其实验结果也未能成功复现,因此该篇论文以被撤稿告终。而今年迪亚兹的最新论文声称,要在1万倍大气压下才能实现室温超导,但最后全球没有实验室实现该研究的复现,暂时被证伪。时隔四个月后的7月23日,韩国科学技术研究院(KIST)量子能源研究中心团队在未经同行评议的预印版论文平台arXiv上发布了一篇题为“首个室温常压超导体”的论文,描述称实验发现了一种名为LK-99的新型室温超导体。该论文还伴随着arXiv上的姊妹论文、一篇韩国期刊上的论文、一个获得超导体的证明视频以及一项专利申请。其中,第一篇(arXiv:2307.12008)的提交人是署名高丽大学教授Young-WanKwon,剩下两位署名作者为SukbaeLee、Ji-HoonKim,截至目前该室温超导论文进行了一次修订,论文共有22页;而第二篇(arXiv:2307.12037)的提交人是:HyuntakKim(来自威廉-玛丽学院),有六人署名。钛媒体App了解到,上述两篇文章的内容大体相同,都是宣称发现了第一种室温常压超导体,其中第二篇文章内容更丰富一些,提供了材料合成的详细方法,展示了磁悬浮现象,并更详细地推测了导致这种常温超导现象的机理。LK-99晶体的超导现象过程(来源:论文)论文显示,韩国科研团队在材料合成部分采用“改性铅磷灰石晶体结构(下称LK-99,一种掺杂铜的铅磷灰石)”,合成方法直接、简单、便宜,甚至能在常压下127摄氏度实现超导,研究过程核心为以下三个步骤:第一步:用摩尔比1:1的氧化铅和硫酸铅粉末在725摄氏度和10^-3Torr(真空度测量)条件下发生固相化学反应,合成黄铅矾:第二步:在550摄氏度和10^-3Torr条件下合成磷化亚铜(一、二步可独立进行):第三步:一、二步的产物研磨成粉末后,在10^-3Torr条件下,加热到925摄氏度,合成掺Cu的铅-磷灰石(即LK-99)。与迪亚兹成果后面的反馈类似,由于韩国团队的实验过程简单直接,而且论文有部分错误信息,数据也不太全,缺乏经验,尤其电阻测量给出的是不同温度下的IV曲线电流I太小了、电阻率测量精度不够等,所以多位业内专家对此表示质疑。据央视,南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎认为,韩国团队所展示的并非超导现象,而是“超导假象”,主要原因在于实现超导的零电阻、完全抗磁性(迈斯纳效应)两个特性,论文结果并不完全符合条件。“论文想从三个方面说明有超导:电阻测量、磁化测量和磁悬浮。其中,电阻测量通常使用“四探针法”,主要是该方法是接触式比较稳定,但根据去年他们发表的韩国期刊文章看出,电极是用4个尖锐的针尖测量的,这种测量有时候会出问题的,因为是针尖,所以接触各个方面都有问题,但是它现在显示出来这个所谓电阻的数据,没有一个是非常稳定的噪音状态的零电阻,其数据随着温度变来变去,所以数据还是比较存疑的。磁化数据确实看到抗磁,但其他材料抗磁性使用超导量子干涉器件仪器测量,如果信号大的时候一般是没有错的,如果信号小的时候有时候往往会给出这个假象。超导有它本身具有特定形状的磁滞回线,是任何其他材料没有的内容,但该文章中没有发现这个数据信息。所以在磁化测量上,尽管有抗磁,这个...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374541.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1374541.htm

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