科学探索|Nature撤回室温超导领域封面论文 全体9位作者极力反对

2020年10月14日,美国罗切斯特大学物理学家Ranga Dias和他的同事在Nature杂志上发表了一篇轰动整个物理界的成果,并登上了当期封面 。他们声称发现了一种新型氢化物,在15℃的温度下可以观察到超导现象 。
“这是人类首次实现室温超导!”然而,这个具有里程碑意义的重磅研究在9月26日被Nature撤稿 。对这篇文章长期以来的质疑终于暂时落下了帷幕 。
此次撤稿非同寻常,因为Nature的编辑们不顾这篇论文全部9位作者的极力反对,采取了这一行动,可以说是非常决绝 。
就在撤稿当天,Science新闻栏目对该事件进行了报道,称该研究“有严重问题” 。
科学探索|Nature撤回室温超导领域封面论文 全体9位作者极力反对
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首个室温超导:15℃
超导体是一种非常重要的革命性材料,已经在MRI核磁共振、粒子加速器等领域崭露头角 。
超导研究距今已有百来年,经过物理学家的不懈努力,超导材料的诸多屏障已被解除,下一步要跨越的门槛就是温度,也就是要摆脱只有冷却到极低的温度才能实现超导现象的“魔咒” 。因为维持低温条件的成本很高,大大限制了超导材料的潜力 。
这些年,越来越多的超导材料问世,它们都在不断刷新临界温度 。
【科学探索|Nature撤回室温超导领域封面论文 全体9位作者极力反对】而这篇发在Nature的论文,宣布他们创造出了首个不需要冷却就能让电阻消失的超导体,首次实现室温超导 。这直接打开了新世界的大门 。
在比地球中心更大的压力下,氢被认为表现得像超导金属 。向氢中加入其他元素——形成氢化物结构——可以增加“化学压力”,减少对外部压力的需求,并在被称为金刚石压砧的小型实验室容器中能够达到超导性 。正如罗马萨皮恩扎大学的理论物理学家Lilia Boeri所说,“这些氢化物是金属氢在稍低压力下的一种实现 。”
2015年,德国马普学会化学研究所物理学家Mikhail Eremets和他的同事报告了第一个超导氢化物:氢和硫的混合物,在巨大的压力以及203K(约-70°C)的临界温度下,电阻急剧下降 。这个温度远不及室温,但比大多数超导材料的临界温度要高 。一些物理学家认为,在混合物中加入第三种元素将给研究人员提供一个新的变量,使它们能够更接近环境压力——或室温 。
在2020年这篇Nature论文中,罗切斯特大学物理学家Ranga P. Dias和他的同事添加了碳元素,并把碳氢硫混合物装载到金刚石压砧(产生超高压的装置)中,在加压的状态下,用激光激发样品发生化学反应,最后创造出一种新物质 。他们报告说,测试显示,在温度为288K(约15°C)和压力为267GPa(相当于大气压的260万倍)时,电阻急剧下降甚至消失 。
除了电阻消失外,科学家还发现另一个证明超导性的关键——这种物质在转变温度下会屏蔽磁场,这是超导体一项重要基本特征 。
开发在室温下零电阻和完全抗磁性的超导材料,是物理学家梦寐以求的 。所以这篇论文的接收过程也非常顺畅 。Nature编辑部收到这篇文章是在7月21日,接收是在9月8日 。文章发表至今已被引用363次 。
论文一经发表后,立即引起了很大争议 。后来,作者在2020年11月20日对文章进行了更正 。2022年1月31日,作者在预印本平台上提供了论文中与磁化率测量有关的原始数据 。
2022年2月15日,Nature在该论文中附上了一份编辑说明,表示正在调查论文中的数据问题,建议读者在引用时要谨慎 。
9月26日,这篇论文显示已被撤稿 。
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