15℃ 室溫超導材料是假的?兩年前論文遭《自然》期刊撤回

2022/09/30

圖文引用自:technews

2020 年羅徹斯特大學物理學家 Ranga Dias 團隊於《自然》期刊發表轟動學界的研究:發現 15℃ 下出現超導特性的室溫超導材料。但兩年來許多科學家對實驗結果有疑問,近日《自然》期刊宣告論文因數據不準確決定撤回,更有科學家直指團隊捏造數據。

超導體可承載大電流但不產生任何熱能,是許多科學與醫學應用夢寐以求的特點,也可能是未來節能技術關鍵,但多數超導特性僅在接近絕對零度的環境才會出現,最近幾年,物理學家才設法製造出能在接近 0℃ 展現超導特性的材料,可想而知,一種能在室溫下完全零電阻、完全抗磁性的室溫超導材料若問世,將完全改變世界面貌。

2020 年,羅徹斯特大學團隊宣布首次在高壓環境下開發出室溫超導材料,發現碳氫化硫(carbonaceous sulfur hydride)材料可於溫度 15℃、壓力 39,000,000 psi(267 GPa)環境表現超導性。

研究理所當然備受矚目,然而隨著時間推移,越來越多科學家發現無法複製 Ranga Dias 團隊的實驗結果。佛羅里達大學凝聚態物理學家 James Hamlin 指出,外界對論文的實驗有越來越多疑問,長期批評研究的加州大學聖地亞哥分校理論物理學家 Jorge Hirsch 更直指 Ranga Dias 團隊從事科學不端行為。

超導領域的材料僅是電阻降低並不足以說明什麼,標準程序需提供超導體另一個關鍵屬性證據:當溫度環境低於超導轉變溫度(Tc)使材料變成超導體時,能排斥外加磁場。但要在鑽石鉆(diamond anvil cell)測量這種效應不太實際,因此研究氫化物的科學家通常會測量另一個稱為「磁化率」(magnetic susceptibility)的相關物理量。

然而,要從微小電線、巨大壓力及來自金屬墊圈和其他實驗組件的背景磁訊號干擾下測量材料磁化率,門檻同樣跟「太陽出來時試圖看到一顆星星」一樣難,而 Ranga Dias 團隊的磁化率數據,就是導致論文撤回的原因。

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