Введение
В насыщенной речи во вторник днем на ежегодном мартовском собрании Американского физического общества в Лас-Вегасе Ранга Диас, физик из Рочестерского университета, объявил, что он и его команда осуществили вековую мечту в этой области: сверхпроводник, который работает при комнатной температуре и давлении, близком к комнатной. Интерес к презентации был настолько велик, что сотрудники службы безопасности закрыли вход в переполненный зал более чем за пятнадцать минут до выступления. Было слышно, как они отгоняли любопытных зевак незадолго до того, как Диас начал говорить.
Результаты, достижения, опубликовано сегодня в природа, по-видимому, показывают, что обычный проводник — твердое вещество, состоящее из водорода, азота и редкоземельного металла лютеция — превратился в безупречный материал, способный проводить электричество с идеальной эффективностью.
В то время как это объявление было встречено некоторыми учеными с энтузиазмом, другие гораздо более осторожны, указывая на противоречивую историю предполагаемых злоупотреблений исследовательской группы исследовательской группой. (Диас категорически отвергает обвинения.) Реакция 10 независимых экспертов, с которыми связался Quanta варьируется от безудержного энтузиазма до полного отвержения, при этом многие эксперты выражают некоторую версию осторожного оптимизма.
Ранее сверхпроводимость наблюдалась только при низких температурах или сокрушительном давлении — условиях, которые делают эти материалы непрактичными для долгожданных приложений, таких как линии электропередач без потерь, левитирующие высокоскоростные поезда и доступные медицинские устройства визуализации. Недавно выкованное соединение проводит ток без сопротивления при температуре 21 градус Цельсия (69.8 градуса по Фаренгейту) и давлении около 1 гигапаскаля. Это все еще большое давление — примерно в 10 раз больше, чем в самой глубокой точке Марианской впадины, — но оно более чем в 100 раз меньше, чем давление, необходимое в предыдущих экспериментах с аналогичными материалами.
«Если это окажется верным, это, возможно, самый большой прорыв в истории сверхпроводимости», — сказал он. Джеймс Хэмлин, физик из Университета Флориды, не участвовавший в работе. Если это правда, сказал он, «это потрясающее, новаторское и очень захватывающее открытие». Но инциденты, связанные с предыдущей работой команды, включая, помимо прочего, заявление о сверхпроводимости около комнатной температуры опубликованной в природа в 2020 году и отозван в конце прошлого года — бросили тень на сегодняшнее объявление. «Трудно не задаться вопросом, существуют ли некоторые из тех же проблем, которые остались нерешенными в предыдущей работе, и в новой работе», — сказал Хэмлин.
Соответствие всем критериям
Уже более века ученым известно, что охлаждение большинства металлов до температур в пределах нескольких градусов от абсолютного нуля приводит к драматическим метаморфозам. Вокруг этой «критической температуры», которая варьируется от одного материала к другому, электроны объединяются в пары и образуют тип квантовой жидкости. Как только это происходит, электроны больше не отскакивают от атомов в материале (взаимодействия, создающие сопротивление), что позволяет им течь без потери энергии.
С тех пор главной целью исследований сверхпроводимости было повышение критической температуры.
На протяжении десятилетий физики добивались постепенного прогресса, неуклонно повышая критическую температуру, тестируя различные комбинации элементов. В последние годы появился один многообещающий класс материалов, известный как гидриды. Гидриды — это соединения, которые сочетают легкий водород с более тяжелыми атомами, такими как сера или металлы. Чем больше водорода, тем лучше для сверхпроводимости, считают физики. Исследователи иногда добавляют в пыль другие атомы, такие как углерод или азот, чтобы еще больше изменить его свойства. Первый сверхпроводящий гидрид сообщается в 2015, достиг своего перехода при температуре около минус 70 градусов по Цельсию и давлении 155 гигапаскалей (приближаясь к половине давления в ядре Земли). В течение трех лет, та же группа и другой оба создали еще более богатые водородом «супергидридные» материалы, которые могли проводить сверхпроводимость до минус 13 градусов по Цельсию и при 190 гигапаскалях.
Новое исследование сносит все прошлые рекорды. Последние несколько лет команда Диаса работала над супергидридом на основе лютеция. Чтобы получить образец, команда омыла тонкую пленку лютеция ароматом, состоящим из 99 % водорода и 1 % азота, и выпекала его в течение нескольких дней при температуре 200 градусов по Цельсию. Затем ячейка с алмазными наковальнями сжимала образец под давлением 2 гигапаскаля. Затем команда постепенно ослабляла наковальню, проверяя образец на сверхпроводящие свойства. Диас сказал, что из сотен произведенных образцов они смогли наблюдать сверхпроводимость в десятках образцов даже после того, как давление было снижено примерно до 1 гигапаскаля.
Чтобы продемонстрировать сверхпроводимость, команда выполнила три стандартных теста. При критической температуре они показали падение сопротивления и пик свойства, связанного с тем, насколько легко материал нагревается. Команде также удалось напрямую измерить выброс магнитного поля из образцов — однозначный признак сверхпроводимости, называемый эффектом Мейснера, который никогда ранее не был убедительно продемонстрирован в супергидриде. Любопытно, что образец также изменил цвет с синего на розовый и красный синхронно с фазовыми изменениями.
Графики в статье — это именно то, на что обращают внимание исследователи, когда проверяют сверхпроводимость. Убедительные доказательства приводят в восторг многих ученых, которые десятилетиями искали материалы, которые могли бы приблизить явление к повседневным условиям.
«Я очень рад видеть результат. И я никоим образом не сомневаюсь, что то, что они наблюдают, и есть то, что есть, — сказал Сиддхарт Саксена, физик из Кембриджского университета, который не участвовал в новой работе. Ева Зурек, химик-теоретик из Университета в Буффало, который часто общается с группой из Рочестера, но который также не участвовал в исследованиях, сказал, что материал, который проявляет сверхпроводимость в этих условиях, «повлияет на все аспекты нашей жизни так, как мы не можем себе представить». Хэмлин соглашается, что демонстрация «является демонстрацией всех видов измерений, которые вы хотели бы увидеть на этом материале, и дает именно тот тип данных, который вы надеетесь увидеть».
Беспокойная история
Тем не менее, Хэмлин и другие исследователи настаивают на том, что прошлое группы требует, чтобы сегодняшние исторические заявления встречали исторический уровень проверки.
«Здесь есть много свидетельств сверхпроводимости, если принять их за чистую монету», — сказал Хорхе Хирш, физик из Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Но я не верю ничему из того, что говорят эти авторы. Я вовсе не продан».
Хирш сказал, что его недоверие проистекает из долгой истории обвинений в злоупотреблениях в исследованиях, выдвинутых против предыдущих и нынешних членов группы, многие из которых он настаивал. Совсем недавно, в 2020 году, Диас и его соавторы опубликовали исследование углеродсодержащего гидрида серы (CSH), критический переход которого произошел при температуре около 14 градусов Цельсия (57.2 градуса по Фаренгейту) и 267 гигапаскалях. Почти сразу несколько экспертов заметили необычные закономерности в данных, используемых для проверки реакции материала на магнитные поля. Когда Диас и его частый сотрудник, Ашкан Саламат, физик из Университета Невады в Лас-Вегасе опубликовал свои необработанные данные год спустя в виде документ 149-страница, они подробно описали необычный и сложный метод устранения фоновых магнитных помех, который, по их словам, был необходим им для обнаружения крошечного магнитного поля, отклоняемого небольшим образцом. Этот метод не соответствовал тому, как они описали процедуру в исходной статье, что привело природа выпустить опровержение в сентябре прошлого года.
Хирш и другие физики утверждают, что неправомерные действия выходят за рамки вводящей в заблуждение путаницы в отношении магнитного фона. В сентябре Хирш и Дирк ван дер Марел, почетный профессор Женевского университета, опубликовал претензию то, что Диас и Саламат опубликовали в виде необработанных данных CSH, на самом деле было получено из опубликованных данных. «[Мы] доказали в основном математически, что необработанные данные не измеряются в лаборатории; они сфабрикованы», — сказал Хирш. Хэмлин независимо выпустил препринт В октябре прошлого года утверждалось, что данные об удельном электрическом сопротивлении также, по-видимому, были обработаны нераскрытым образом — новое утверждение по поводу проблемы, которая привела к опровержению в 2022 году.
Введение
Диас энергично защищает свою работу. В течение нескольких месяцев после опровержения Диас провел дополнительные эксперименты с материалом CSH в Аргоннской и Брукхейвенской национальных лабораториях. В них он пригласил независимых ученых понаблюдать за сверхпроводящим переходом материала. Недавно он представил новая рукопись в природа это повторяет заявление о высокотемпературной сверхпроводимости в CSH со строгостью, которая, как он настаивает, развеет прошлые утверждения.
«Очевидцы нашей работы подтвердили наше открытие. Мы продемонстрировали работу CSH для достижения сверхпроводимости, как и «красная материя», — сказал Диас, ссылаясь на неофициальное сообщение группы. Star Trek– вдохновляющее название нового материала на основе лютеция. «Вы можете либо верить доказательствам, либо нет, но игнорировать их нельзя».
Нилеш Салке, физик из Иллинойского университета в Чикаго, который помогал с новыми измерениями и не участвовал в исследованиях 2020 года, сказал, что «новая работа подтверждает сверхпроводимость в CSH». Он назвал открытие нового материала лютеция «замечательным», добавив, что это «важная веха в области сверхпроводимости».
Тем не менее, документ CSH — не единственная связанная работа, подвергшаяся критике. Один из соавторов статьи CSH, Мэтью Дебессаи, был первым автором на исследование, проведенное в 2009 г. заявляя о сверхпроводимости третьего материала, европия, который позже был отозван из-за представления измененных данных. (Диас не был соавтором этой статьи.) Хирш утверждает, что в этой публикации «данные копируются и вставляются в другой регион». Другое также утверждали, что некоторые данные в другом Последние статьи Диаса был продублирован из данных, полученных в то время, когда команда изучала совершенно другое вещество.
Диас категорически отрицает все обвинения в правонарушениях и продолжает прилагать усилия, чтобы строго обосновать свои заявления об обнаружении сверхпроводимости при обычных температурах и давлениях, которые в сообществе физиков высоких давлений считаются почти повседневными. Он подчеркивает, что сегодняшняя статья, описывающая сверхпроводимость при низком давлении в лютециевом материале, прошла необычайно строгий процесс рецензирования, включающий несколько раундов рецензирования в течение большей части года. Диас также сказал, что поделился всеми своими необработанными данными с природа, и что он будет опубликован вместе с новым результатом. Многие независимые эксперты выразили уверенность в природавозможность сделать так, чтобы результат был максимально строгим.
«Я почти уверен, что природа Редактор и рецензенты, должно быть, обжарили их, прежде чем дать зеленый сигнал», — сказал Сальке.
«Мне трудно представить второе опровержение», — сказал Михаил Еремец, физик из Института химии им. Макса Планка в Германии, руководивший открытием гидридных сверхпроводников. «Мы должны серьезно отнестись к этому, несмотря на предысторию».
Диас подчеркнул, что он и его коллеги соблюдали полную прозрачность во время чрезвычайно тщательного процесса проверки. «На этот раз мы отдали все, — сказал он. «Все техники и все такое. Рецензенты имели доступ ко всем данным».
Замечательный процесс обзора, наложенный на неопределенную историю, оставил некоторых исследователей в подвешенном состоянии. «Я больше не знаю, во что верить, — сказал ван дер Марел. — Вот и вся проблема.
Подтверждение и коммерция
В конечном счете, принятие более широким сообществом исследователей будет зависеть от других лабораторий. Смогут ли воспроизвести материал и подтвердить его сверхпроводящие свойства? Есть основания надеяться, что ответ придет относительно быстро.
В то время как в мире есть лишь несколько групп, которые могут работать с невероятно высоким давлением в алмазной наковальне, необходимым для наблюдения сверхпроводимости в CSH, существуют десятки лабораторий, которые могут работать в режиме более низкого давления материала на основе лютеция. — сказал Хэмлин. Диас сказал, что в последние несколько месяцев его лаборатория работала над тем, чтобы полностью исключить алмазные наковальни из процесса, что может еще больше ускорить усилия по подтверждению открытия.
По словам Хэмлина, чтобы позволить другим лабораториям точно воспроизвести результаты, группа должна быть готова поделиться всем своим набором необработанных данных вместе с подробными методами подготовки образцов или отправить образцы своего материала в другие лаборатории для тестирования.
Однако внешний доступ может не оправдать надежд сообщества. Диас и Саламат основали стартап, Неземные материалы, который, Диас — сказал, уже привлекла более 20 миллионов долларов от инвесторов, включая руководителей Spotify и OpenAI.* Они также недавно подали заявку на патент на материал гидрида лютеция, что удержит их от отправки образцов по почте. «У нас есть четкие и подробные инструкции по изготовлению наших образцов», — сказал Диас. «Мы не собираемся распространять этот материал, учитывая проприетарный характер наших процессов и существующие права на интеллектуальную собственность». Он предположил, что «определенные методологии и процессы» также не обсуждаются.
«Не нарушая никаких законов об интеллектуальной собственности, мы рады поделиться тем, что мы сделали», — сказал Диас. «Есть и некоторые ограничения, но я думаю, что мы можем что-то придумать».
Примечание редактора:
В выступлении 2021 года, организованном Шри-Ланкийской ассоциацией содействия развитию науки и позже опубликовано на YouTube, Диас сказал: «Мы недавно собрали 20 миллионов долларов, чтобы, вы знаете, сосредоточиться на научной части этого проекта. И это инвесторы, которых мы использовали для такого рода технологий». В этот момент (43:25 на видео) на экране появляется список имен. В категории «Инвесторы (Серия А)» указаны имена Сэма Альтмана, генерального директора OpenAI, и Даниэля Эка, соучредителя и генерального директора Spotify. После публикации этой статьи представитель Dias сообщил Quanta что это были «обнадеживающие заявления», что компания не собирала деньги и что перечисленные имена были потенциальными инвесторами.
Исправление: 8 марта 2023
В первоначальной версии этой статьи Нилеш Салке был назван постдокторантом. По сути, он научный сотрудник.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- Источник: https://www.quantamagazine.org/room-temperature-superconductor-discovery-meets-with-resistance-20230308/
- :является
- ][п
- $UP
- 1
- 10
- 100
- 102
- 2020
- 2021
- 2022
- 70
- 8
- a
- способность
- в состоянии
- О нас
- Absolute
- AC
- принятие
- доступ
- Обвинения
- Достигать
- достигнутый
- через
- на самом деле
- дополнительный
- продвижение
- доступной
- После
- против
- Все
- Обвинения
- утверждаемый
- позволяет
- рядом
- уже
- американские
- и
- объявило
- Объявление
- годовой
- Другой
- ответ
- Наковальня
- появиться
- появившийся
- Приложения
- прикладной
- приближается
- МЫ
- около
- гайд
- AS
- внешний вид
- помощник
- Объединение
- At
- автор
- Авторы
- фон
- выпечка
- основанный
- в основном
- BE
- до
- начал
- верить
- тесты
- Лучшая
- Beyond
- Крупнейшая
- Синии
- подпрыгивать
- Разрыв
- прорыв
- приносить
- Приносит
- Буйвол
- by
- Калифорния
- под названием
- Кембридж
- CAN
- не могу
- способный
- углерод
- Категории
- осторожный
- Клетки
- Цельсия
- Век
- Генеральный директор
- руководители
- изменения
- химия
- Чикаго
- утверждать
- заявив,
- требования
- класс
- Очистить
- ближе
- Соавтор
- Соучредитель
- коллеги
- цвет
- комбинации
- объединять
- как
- сообщество
- Компания
- полностью
- сложный
- состоящие
- Соединение
- Условия
- проводятся
- проведение
- дирижер
- дирижирует
- доверие
- подтвердить
- Рассматривать
- принимая во внимание
- продолжается
- спорный
- обычный
- Основные
- может
- критической
- любопытный
- Текущий
- Дэниел
- данным
- набор данных
- Дней
- десятилетия
- глубоком
- демонстрировать
- убивают
- Производный
- описано
- подробный
- Устройства
- Diamond
- DID
- Диего
- различный
- трудный
- непосредственно
- открытие
- распространять
- Dont
- сомневаюсь
- множество
- драматично
- мечта
- Падение
- в течение
- редактор
- эффект
- затрат
- усилия
- или
- электричество
- электронов
- элементы
- уничтожение
- появившийся
- подчеркнул
- энергетика
- энтузиазм
- Весь
- полностью
- запись
- установить
- Даже
- Каждая
- повседневный
- многое
- , поскольку большинство сенаторов
- точно,
- возбужденный
- Возбуждение
- захватывающий
- эксперты
- чрезвычайно
- Лицо
- Осень
- далеко
- несколько
- поле
- Поля
- фильм
- обнаружение
- Для пожарных
- First
- Флорида
- поток
- Фокус
- после
- Что касается
- Форс-мажор
- форма
- Основана
- частое
- от
- финансирование
- далее
- порождать
- Женева
- Germany
- Отдаете
- цель
- идет
- будет
- Зелёная
- встречено
- новаторским
- группы
- Группы
- Половина
- горсть
- Руки
- происходит
- счастливый
- Жесткий
- Есть
- здесь
- High
- исторический
- история
- Удар
- надежды
- надеется,
- Как
- How To
- HTML
- HTTPS
- Сотни
- Гидрирование
- i
- идентифицированный
- Иллинойс
- Изображениями
- немедленно
- Влияние
- важную
- in
- включают
- В том числе
- невероятно
- независимые
- самостоятельно
- неформальный
- Институт
- инструкции
- интеллектуальный
- интеллектуальная собственность
- взаимодействие
- интерес
- Инвесторы
- вовлеченный
- IP
- вопрос
- IT
- ЕГО
- JPG
- Вид
- Знать
- известный
- лаборатория
- лаборатория
- Labs
- ЛАГ
- Лас Вегас
- Фамилия
- В прошлом году
- Поздно
- Законодательство
- слоистый
- привело
- уровни
- ЖИЗНЬЮ
- такое как
- недостатки
- Ограниченный
- линий
- Список
- Включенный в список
- Длинное
- дольше
- посмотреть
- от
- серия
- сделанный
- Магнитное поле
- сделать
- управляемого
- способ
- многих
- Март
- материала
- материалы
- математически
- Макс
- проводить измерение
- размеры
- основным медицинским
- медицинская визуализация
- заседания
- Соответствует
- Участники
- металл
- Драгоценные металлы
- метод
- методологии
- методы
- веха
- миллиона
- минут
- недоверие
- момент
- деньги
- месяцев
- БОЛЕЕ
- самых
- с разными
- имя
- имена
- национальный
- природа
- необходимо
- необходимый
- NEVADA
- Новые
- наблюдать
- октябрь
- of
- on
- ONE
- OpenAI
- оптимизм
- Организованный
- оригинал
- Другие контрактные услуги
- Другое
- внешнюю
- упакованный
- бумага & картон
- часть
- мимо
- патент
- паттеранами
- Вершина горы
- вглядываться
- ИДЕАЛЬНОЕ
- Духи
- Персонал
- фаза
- явление
- физический
- Физика
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- Точка
- возможное
- размещены
- мощностью
- presentation
- давление
- довольно
- предыдущий
- Проблема
- проблемам
- процесс
- Процессы
- производит
- Произведенный
- Профессор
- Прогресс
- постепенно
- многообещающий
- свойства
- собственность
- Права собственности
- ( изучите наши патенты),
- доказанный
- Публикация
- опубликованный
- Квантовый журнал
- Квантовый
- быстро
- повышение
- поднятый
- привлечение
- Сырье
- необработанные данные
- реакции
- причины
- последний
- недавно
- учет
- Red
- по
- режим
- область
- Связанный
- относительно
- выпустил
- замечательный
- удаление
- представитель
- обязательный
- требуется
- исследованиям
- исследователь
- исследователи
- Сопротивление
- ответ
- результат
- Итоги
- обзоре
- правые
- тщательный
- Комната
- грубо
- туры
- Сказал
- Сэм
- то же
- Сан -
- Сан Диего
- Наука
- Ученые
- экран
- поиск
- Во-вторых
- безопасность
- сентябрь
- Серии
- Серия A
- набор
- Shadow
- Поделиться
- общие
- Короткое
- вскоре
- должен
- показывать
- сигнал
- аналогичный
- с
- небольшой
- So
- проданный
- твердый
- некоторые
- удалось
- Говоря
- скорость
- потраченный
- озлобленность
- Spotify
- Шри Ланка
- ввод в эксплуатацию
- отчетность
- стебли
- По-прежнему
- остановившийся
- сильный
- сильно
- Кабинет
- изучение
- представленный
- вещество
- такие
- Сверхпроводимость
- ТАБЛИЦЫ
- взять
- Говорить
- команда
- снижения вреда
- Технологии
- тестXNUMX
- Тестирование
- учебник
- который
- Ассоциация
- мир
- их
- Их
- теоретический
- Эти
- Think
- В третьих
- три
- время
- раз
- в
- сегодня
- Сегодняшних
- Тур
- поезда
- преобразован
- переход
- прозрачный
- правда
- вторник
- Неопределенный
- под
- Университет
- Университет Калифорнии
- университет Кембриджа
- необычный
- ценностное
- ВЕГАС
- проверить
- версия
- Видео
- Согревает
- Путь..
- способы
- ЧТО Ж
- Что
- который
- в то время как
- КТО
- Шире
- Более широкое сообщество
- будете
- готовый
- в
- Работа
- разрабатывать
- работавший
- работает
- работает
- Мир
- бы
- год
- лет
- зефирнет
- нуль