Veri şüphelerinin yıkıcı keşfi mi? Oda sıcaklığında süperiletkenlik raporu ortaya çıktı ve akademik çevrelerde hararetli tartışmalara neden oldu
Bu makale, WeChat genel hesabı "Research Circle" (ID: keyanquan) tarafından yeniden basılma yetkisine sahiptir.
Yeniden yazdırmak için lütfen keyanquan@huanqiukexue.com ile iletişime geçin.
Süperiletkenlik Resim kaynağı: Wikimedia Commons
Wei Xiao'yu Derleyin
Düzenle
23 Temmuz'da, tüm fizik topluluğunu şok eden bir keşif, ön baskı platformu arXiv'de ortaya çıktı: İki Hintli bilim adamı, nanopartiküllere altın ve gümüş karışımı hazırladıklarını ve dünyanın ilk oda sıcaklığı süper iletkenini yaptıklarını iddia etti. Yazar, 13 sayfalık bu makalede, bu yeni malzemenin elektrik direncini ve diyamanyetizmasını ölçmüş ve geliştirilmiş malzemenin 46,85 ° C'ye kadar sıcaklıklarda süper iletken bir duruma girebileceğini söylemiştir.
Herhangi bir emsal değerlendirmesi olmaksızın bu çalışmanın sonuçları doğruysa, şüphesiz, dünyayı sarsacak bir teknolojik değişimi başlatacaktır. Oda sıcaklığı süperiletkenliği, bu alanda her zaman birçok fizikçi tarafından "Kutsal Kase" olarak kabul edilmiştir, çünkü çoğu süperiletken, yalnızca yaklaşık mutlak sıfıra (-273,15 ° C) soğutulduklarında ihmal edilebilir dirençle bir süper iletken duruma girebilir. Şu anda "en sıcak" süperiletken olarak kabul edilen hidrojen sülfit bile ultra yüksek basınç altında süper iletken bir duruma ancak -70 ° C sıcaklıkta ulaşabilir. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) bir fizikçi olan Brian Skinner, "Oda sıcaklığı süperiletkenleri yalnızca fiziği değil, aynı zamanda gerçek hayatımızın birçok yönünü de değiştirecek," dedi. Güç kayıpsız iletilebilir. "Bu, yalnızca kaşiflerine Nobel Ödülü kazandırmakla kalmayacak, aynı zamanda güç altyapımızı da tamamen değiştirecek.
Şu anda bilinen süper iletkenler arasında, hidrojen sülfidin (sağ üst köşe) süper iletken duruma girdiği kritik sıcaklık en yüksek olanıdır. Resim kaynağı: Wikipedia
"Yıkıcı bir başarı" olarak adlandırılabilecek, oda sıcaklığında süperiletkenlikle ilgili bu makale, arXiv'de çıktığı anda birçok akademisyenin dikkatini çekti. Ancak sonraki 20 gün içinde insanlar bunun heyecan ve heyecandan çok daha fazlasını getirdiğini, aynı zamanda eleştiri, sorgulama ve saçmalık getirdiğini keşfettiler.
Büyük bir buluş mu yoksa manşet partisi mi?
Yazarları Dev Kumar Thapa ve Anshu Pandey'in Hindistan Bilimler Akademisi Katı Hal Yapısal Kimyası'ndan olduğu "Ortam Sıcaklığında ve Nanoyapılarda Basınçta Süperiletkenlik Kanıtı" (Nanoyapılarda Ortam Sıcaklığında ve Basınçta Süperiletkenlik Kanıtı) başlıklı bu makale Araştırma odası (Katı Hal ve Yapısal Kimya Birimi, Hindistan Bilim Enstitüsü), ilgili yazar Pandey, Thapa'nın doktora danışmanıdır. Kağıtta, son derece küçük gümüş parçacıkları altın bir ızgaraya gömdüler ve bu karışımı nanopartiküller halinde hazırladılar, bunlar daha sonra ince tabakalar haline getirildi ve dirençlerini ölçmek için elektrotlara tutturuldu.
Yazar yazıda, test sırasında, Sıcaklığı 236K'ya (-37.15 ° C) düşürdüklerinde bu malzemenin direnci 100 miliohm'un altına düştü. Rapor, cihaz doğruluğunun sınırlandırılması nedeniyle, gerçek ölçülen değerin daha da düşük olabileceğini tahmin ettiklerini söyledi. Bu, bu durumda numunenin direncinin, sıradan altın ve gümüşün direncinden tam olarak iki kat daha düşük olan 0,1 nanoohm'dan daha az olabileceği anlamına gelir.
Altın-gümüş karışımı malzemenin kritik sıcaklıktaki elektromanyetik özellikleri (direnç değeri ve hacim manyetik duyarlılığı). Resim kaynağı: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1807/1807.08572.pdf
Tam diyamanyetizma, süperiletken duruma giren malzemenin önemli bir özelliğidir.Bu bağlamda, Makalenin yazarı, malzemenin hacimsel manyetik duyarlılığının sıcaklıkla değişimini ölçtü. 236K'da 0'dan -0.06'ya düştüğü görüldü. Bu değer, ideal süperiletken -1'den uzak, ancak araştırmacılar bir açıklama yaptı: Hazırladıkları altın ve gümüş karışımlarının saflığı yeterli değil. Bu değer, numune hacminin en fazla% 6'sının süperiletken duruma ulaştığı anlamına gelir.
Bazı uzmanlar "bu deneyin çok ikna edici" olduğuna inanıyor: Hindistan Matematik Bilimleri Enstitüsü'nde teorik bir fizikçi olan Ganapathy Baskaran, "parçacık süperiletkenliği için hacmin% 10'una inanıyor Süperiletkenlik durumuna ulaşmanın düşük olmadığı söylenebilir. "
Bununla birlikte, makalenin başlığında 236K (-37.15 ° C) ile "oda sıcaklığı" arasında hala büyük bir fark var.Yazarlar yalnızca kağıtta oda sıcaklığına ulaşma olasılığını önerdiler: malzemedeki altın oranını düşürmek. Yazarlar, yaptıkları başka bir çalışmada, daha az altın içeriğine sahip bir numunenin, sıcaklık 320K'ya (46.85 ° C) düştüğünde üç kat daha düştüğünü iddia ediyor. Bu, normal oda sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklıktır. Bu numunenin hacimsel manyetik duyarlılığı -0.037'dir ve bu da tam diyamanyetik kategorisine aittir.
Başkaran bu araştırma konusunda çok iyimser ve bu yeni keşfin onlarca yıldır üzerinde çalıştığı fikirlerle yakından ilgili olduğuna inanıyor. Altın ve gümüş tek başına süper iletken olmamasına rağmen, Baskaran, altın ve gümüş karışımlarının neden süper iletken bir duruma girebileceğini açıklamak için önceki araştırmasına dayanan bir makale yazdı. Orijinal raporun yayınlanmasından iki hafta sonra, arXiv ile ilgili makaleyi de yayınladı. "İyi arkadaşım makalemin aceleci bir iş olduğunu düşünüyor" dedi ve "Tamamen katılıyorum." Açıkçası, daha sorumlu bir yaklaşım, başka bir bağımsız araştırma ekibinin bu oda sıcaklığı süperiletkenlik deneyini tekrar etmesini beklemek. Ardından bu fenomen için teorik bir açıklama aramaya başlayın. Ancak Başkaran bu keşif karşısında çok heyecanlandı ve engel olamadı.
Şüpheli gürültü
Diğerleri daha şüpheci. Hindistan'daki Tata Temel Araştırma Enstitüsünde fizikçi olan Pratap Raychaudhuri, bu oda sıcaklığı süperiletkenliği kağıdının Hindistan'ın Mohali kentinde yapıldığını söyledi. Toplantı, katılan hemen hemen tüm akademisyenleri başarıyla şok etti. Ancak yazarla aynı kurumda çalışan araştırmacılar bu konuda hiçbir şey bilmiyorlardı. Konferansın organizatörü makaleyi tartışmak için özel bir oturum düzenledi ve makalenin yazarlarını katılmaya davet etti, ancak reddedildi. Katılımcıların çoğu "bu keşfe karşı ihtiyatlı bir şekilde iyimser ve şüpheci" dedi.
Skinner ayrıca MİT'ten beklenti ve şüpheleri de hissetti. "Meslektaşlarım ve ben bunu her gün öğle yemeğinde tartışıyoruz" dedi, ancak bazıları hala çalışmanın "abartılı" olduğunu düşünüyor.
Bu makale Skinner'ın ilgisini uyandırdı: Süperiletkenlik konusunda uzman olmamasına rağmen, makaleyi ayrıntılı olarak okudu. Ölçüm verilerinin çok ikna edici göründüğünü buldu, ancak kağıdın tam verilerine erişemedi, bu nedenle kağıttaki grafikleri bir dizi veri noktasına dönüştürmek için yazılım kullandı. Yazarın çizelgesinde sunulan gürültü sinyalini inceleyerek ilginç bir şeyler bulabileceğini düşündü. Bu yaygın bir uygulamadır: teorik fizikçiler genellikle yeni araştırmalar için deneysel gürültüde beklenmedik modeller bulurlar.
İlginç bir şey oldu: Skinner verilerde şüpheli bir model buldu. Bir resimde, yazarlar, süperiletkenlerin ayırt edici özelliği olan örneklerinin itici manyetik alanının birkaç ölçümünü gösteriyor. Skinner, iki bağımsız ölçümdeki gürültü sinyalindeki düşüş ve yükselmenin tamamen aynı olduğunu fark etti. Bu iki ölçüm deneyi alakasız, öyleyse bu iki gürültü eğrisi neden bu kadar benzer?
Skinner, iki bağımsız ölçümün (yeşil ve mavi eğriler) gürültü sinyali modellerinin çok benzer olduğunu buldu. Resim kaynağı: https://arxiv.org/pdf/1808.02929.pdf
Bu ona 2000'in başlarında fizikteki ünlü bir skandalı hatırlattı. Genç fizikçi Jan Hendrik Schön, Nature and Science gibi tanınmış dergilerde sürekli bir makale akışı yayınladı. En "yüksek verimli" yılda, ortalama olarak her sekiz günde bir bir makale çıktı ve sonunda veri sahtekarlığı olduğu bulundu. davranış. Sahte davranışını açığa çıkaran deney sonuçlarını tekrarlayamayan bir grup araştırmacıydı: Schön'ün deneylerinden birindeki gürültü sinyalinin, alakasız başka bir deneydeki gürültü sinyaliyle tamamen aynı olduğunu fark ettiler. .
Bell Labs'da çalışan Jan Hendrik Schön, son 20 yılda fizikteki en ünlü akademik dolandırıcılık skandalını yarattı. Resim kaynağı: Telgraf
Skinner, Thapa ve Pandey'in verileri uydurduğuna karar vermedi, sadece onlardan bu garip, neredeyse kopyalanmış gürültü sinyalini açıklamalarını istedi. İlk başta keşfini kamuya açıklamaktan çekiniyordu, ancak Skinner, meslektaşlarıyla tartıştıktan sonra keşfi arXiv ve Twitter'da hala duyurdu. "Bulgularımı çok dikkatli yazdım ve anlattım, niyetim insanlara yanlış şeyler yapmaktı" dedi.
Birkaç gün sonra Hindistan'da bulunan Richard Fuli de tartışmaya katıldı. Facebook'taki bu garip gürültü için olası bir açıklama yayınladı: Test örneğindeki altın ve gümüş karışımı nanopartiküller çok gevşek bir şekilde bağlanmıştır, bu da bu fenomenin nedenlerinden biri olabilir.
Ancak akademi içindeki bu tartışma henüz sona ermedi ve hem Richard Fuli hem de Skinner İnternet'ten bazı "gizemli" yanıtlar almaya başladılar. Chowdhury ile aynı enstitüde çalışan bir akademik "büyük adam" ondan bu çalışmanın yazarını sosyal medyada e-posta yoluyla eleştirmeyi bırakmasını istedi. Ancak Richard Fuli, bu e-postanın kendisine bir meslektaşı tarafından değil, bir sahtekar tarafından gönderildiğini keşfetti. Aynı zamanda, hem kendisi hem de Skinner, Wiles Licher adlı bir kişiden sahte bir e-posta ile ilgili bir Facebook arkadaşlık isteği aldı. Richard Fuli, "İçindeki su derin görünüyor" dedi.
Skinner, sahte e-postanın sadece bir tuzak olabileceğinden şüphelenir. Dedi ki: "Akademik konulardan sosyal konulara değişen şeyler beni çok mutsuz ediyor." Bu oda sıcaklığında süperiletkenlik gazetesi hakkındaki görüşlerini duyurmaya başladığından beri, Twitter takipçileri on kattan fazla arttı ve hala artıyor. Skinner, hesabını normal bir şekilde kullanabilmek için Twitter bildirimlerini kapatmak zorunda kaldı.
"Kayıp Ses" in yazarı
Kamusal tartışmanın hala önemli bir sesi yok ve bu yazarın kendisidir (Thapa adına ilgili yazar Pandey ve kendisi bu konuda yorum yapmayı reddetti). Skinner, yazarla özel olarak iletişim kurduğunu söyledi ve yazar, makalenin görüşlerinde ısrar ettiklerini söyledi. Richard Fuli'ye göre, yazarlar makaleyi Nature'a gönderdiler, ancak Nature, makale yayınlanmadan önce medyaya herhangi bir bilgi yayınlamalarını yasaklıyor.
Doğa Bu araştırmayı diğer bilim adamlarıyla tartışmaları yasak değildi, ancak iki yazar akademik meslektaşlarıyla iletişim kurmayı reddetti. Richard Fuli, diğer deneysel fizikçilerin sonuçlarını tekrar edebilmesi için onları eleştirilere cevap vermeye ve örneklerini paylaşmaya çağırdı. "Araştırmacılar akademik makaleler yayınladıktan sonra, ilgili soruları takip etmek ve cevaplamak zorundadırlar," dedi ve "Kimse sessiz kalmayı seçmemeli."
Richard Fuli, Thapa ve Pandey'in diğer araştırmacılarla iletişim kurmasının önemli olduğunu, çünkü bulgularının büyük akademik öneme ve potansiyel sosyal değere sahip olduğunu söyledi. Schönün akademik sahtekarlığı keşfedildiğinde, yalnızca kendi itibarına zarar vermekle kalmadı, aynı zamanda çalışmaları temelinde araştırma yapan meslektaşlarının kariyerlerine de zarar verdi. Ve bu tür bir trajedi bu kağıtla yeniden sahnelenebilir.
Richard Fuli, bilim camiasının bilimsel süreci denetleyebileceğini ve yanlış ve doğruyu ortadan kaldırabileceğini halkın görmesinin çok önemli olduğunu hissettiği için görüşlerini kamuoyuna açıklamayı seçti. " Halkın, bilim adamlarının yeni keşifler yaptıktan sonra geçmeleri gereken gözden geçirme prosedürlerini anlaması gerekir. "Dedi." Akademik çevrede hiçbir başarı kesin olarak kabul edilemez. "
Referans malzemeleri:
https://www.wired.com/story/the-curious-case-of-a-revolutionary-but-imaginary-superconductor/
https://www.business-standard.com/article/current-affairs/did-iisc-team-just-make-the-greatest-indian-discovery-after-raman-effect-118080700156_1.html
DeepTech: Veri anormalliği mi yoksa tüm fiziksel dünyayı mı yıkıyor? Hintli bilim adamları, oda sıcaklığında süper iletkenlikte büyük başarılar elde etti
Bu makale, WeChat genel hesabı "Research Circle" (ID: keyanquan) tarafından yeniden basılma yetkisine sahiptir.
Yeniden yazdırmak için lütfen keyanquan@huanqiukexue.com ile iletişime geçin.
Düzenleme: Buzsuz Kola
En Yeni 10 Popüler Makale
Görüntülemek için başlığa tıklayın
