「室温超导」只是闹剧？Nature封面论文撤稿，作者否认造假，还开了家新公司

新智元报道  

编辑：LRS

【新智元导读】曾带给物理学界无限希望的「室温超导」研究，经过两年的质疑后被撤稿。但作者团队却极力反对判罚，认为自己没有造假，还转头开了家新公司准备商业化室温超导体。

2020年10月14日，科学界出了个超级重磅的大新闻！

美国罗切斯特大学物理学家Ranga P. Dias的团队在Nature杂志上发表了一篇论文，宣布发现了一种碳质硫氢化物（CSH），首次实现高压15℃的室温超导，成果直接给安排到了当期封面上，还成功入选《科学》评选的2020年十大突破。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2801-z

超导材料的从业者在庆祝圆梦，几乎全世界做高压实验的研究人员都在进行重复实验，做理论的也都在尝试解释室温超导的原理，但坏消息来了。

2021年8月，Nature上刊登了一篇文章，加州大学圣地亚哥分校理论物理学家Jorge Hirsch对原文中提出的氢化物是否存在超导性提出了质疑，他们无法重新复现实验结果。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03595-z

Nature赶紧在论文主页紧急添加了一个黄标。

2022年1月，依然是Hirsch在arXiv上又上传了一篇质疑文章，说论文中证明材料具有超导性的证据是基于电阻和磁感应强度的测量，经过彻底的数据分析之后，实验结果表明文中报告的数据并非原始数据，也不是文章中描述的方法测量得到的，所以结果自然而然也值得怀疑。

论文链接：https://arxiv.org/abs/2201.07686

于是Nature在黄标部分再次申明，文中的数据处理方式和解释可能存在问题，并可能对文章的结论产生影响，建议读者在阅读论文时一定要谨慎。

2022年9月26日，Nature宣布调查结束，不顾论文中全部九位作者的极力反对，决定撤稿。并在当天的新闻栏目对该事件进行报道，称该研究有严重问题。

但作者团队并不认同论文存在问题，还成立了一家新公司将产品进行商业化，所以论文里的科技狠活还存在未公开的秘密？

室温超导只是梦幻泡影？

超导体（superconductor）是指在特定温度下，电阻为0的导体，而且此时超导体完全抗磁性（划重点）。

造出超导体不是难题，难的是在温度较高时，仍然保持超导特性，如果温度问题不解决，超导体的使用成本就很难降下来，应用场景也会极为受限。

一旦成功研制室温超导体，就可以实现无损运输的电网，以及为磁共振成像机器、磁悬浮铁路、原子粉碎机和聚变反应堆提供廉价磁铁。

所以当2020年这篇Nature论文宣布成功研制「室温超导体」时，全世界的从业者都感到十分兴奋。

理论上来说，在承受比地球中心更大压力的情况下，氢可以被看作是一种超导金属。

如果再向氢中加入其他元素，也就是形成氢化物结构可以增加「化学压力」，从而可以减少对外部压力的需求，在拥有金刚石压砧（对毫米级以下的物体加压）的小型实验室中能够轻松达到超导特性。

罗马萨皮恩扎大学的理论物理学家Lilia Boeri表示，氢化物是一种在稍低压力下的金属氢的实现。

2015年，德国普朗克研究所的物理学家Mikhail Eremets研究组在Nature上发表了一篇论文，使用氢和硫的混合物在203K （-70°C）的情况下实现超导，直接刷新了超导的温度纪录。

虽然这次实验结果还远远没有达到室温，但比大多数超导材料的超导临界温度都要高了。

一些理论家认为，或许可以在混合物中加入第三种元素使材料能够更接近正常环境的压力或室温，具体哪种元素管用算是留给研究人员的一个变量。

2019年，Mikhail Eremets再次将超导体的临界温度提升到了250K

2020年，也就是这篇饱受争议的Nature论文，罗切斯特大学物理学家Ranga P. Dias向材料中加入了碳元素，并把碳氢硫混合物装载到金刚石压砧中进行粉碎，在加压的状态下，用激光加热样品发生化学反应，最后创造出一种全新的物质。

实验结果报告显示，在温度为288K（约15°C）和压力为267GPa（相当于大气压的260万倍，大约是地球中心压力的75%）时，该材料的电阻急剧下降甚至消失。

但仅仅是电阻下降还不够，实验中还证明了该超导体满足了另一个关键特性：当材料超过临界温度时，具有完全的抗磁性，即不受外界磁场的影响。

正是抗磁性相关的实验数据，让这篇论文备受质疑。

科学与质疑

越是颠覆传统的研究成果，引来的关注越大，受到的争议也越多。

美国加州大学圣地亚哥分校理论物理学家Jorge Hirsch一直看不惯氢化物超导性的说法，近两年也一直在发文对该项工作表示质疑，并提出指控，文章中的数据可能是捏造的！

因为Dias公布的数据可以由一个「光滑的多项式曲线」表示出来，而在实验室几乎不可能测量出这样的完美曲线。

因为材料是在金刚石压砧上实现超导的，导线、样品、巨大的压力、来自金属垫圈和其他实验部件都会产生背景磁信号，所以在仪器里测量氢化物的磁感应强度是很难，有研究人员形容测量过程类似于「在太阳出来时看到一颗星星」。

Dias采用的方法是减去一个「自定义」的背景信号，也就是假设了一个背景，而非实际测量出的背景信号，而且论文中没有提供原始数据。

作者团队对此辩称，依靠用户定义的背景是高压物理学的惯例，因为背景在实验中很难测量。

Hirsch还注意到这项工作与2009年《物理评论快报》的一篇关于高压下铕的超导性的论文中的数据有可疑的相似之处，该研究与Nature杂志的论文还有一个共同的作者，去年因为不准确的磁感应数据而被撤稿。

Hirsch一直在arXiv上抨击Dias的研究，以至于在2月份还暂时被arXiv封号过。

他还向Dias所在的罗切斯特大学投诉，但该校在两次调查中没有发现任何科学不当行为的证据。

本月，Hirsch和另一位批评者，日内瓦大学的凝聚态物理学家Dirk van der Marel共同发表了他们的研究结论，即Dias研究中的敏感性数据是有问题的。

Marel对Nature的撤稿决定感到非常激动，终于不是只有他一个人相信文章存在严重的错误了。

德国物理学家Eremets说，Dias的这项研究可能仍然是正确的，虽然他已经尝试了至少6次来重复结果，都复现失败了。

尽管Dias的团队已经分享了实验的基础数据，但说他们在细节方面不太愿意透露，比如他们在碳硫氢化物中使用了什么类型的碳。

Eremets对Dias的新超导体是否经得起检验持怀疑态度，他表示「这怎么可能呢？他把碰到的东西都变成了黄金」。

但他相信，在艰难重复实验的基础上，将把氢化物的真正承诺从有疑问的说法中分出来，有耐心的科研人员将从有问题的说法中筛选出氢化物的真正前景。

科学并不惧怕质疑，真相，迟早会到来。

不过，Hirsch及其他批评者认为，撤稿的惩罚还是太轻了，会让别人以为只是「意见分歧」，而不重视这次学术不端。

作者：我没造假！

研究成果站在了风口浪尖，为了回应批评，作者团队于2022年1月31日在arXiv上提供了论文中与磁化率测量有关的原始数据。

但康奈尔大学量子材料物理学家Brad Ramshaw说，这篇文章里引入的新问题比解决的问题还多，从原始数据收集到发布数据的过程非常不透明。

这次撤稿也不是一般地撤稿，在该论文的全部九位作者强烈反对的情况下，Nature杂志的编辑们依然选择了撤稿。

Dias表示，我们坚持认为这项工作是正确的，在实验上和理论上都得到了验证。

该项目的另一位作者，拉斯维加斯内华达大学的物理学家Ashkan Salamat表示，撤稿的原因并不包括质疑电阻降为零，也就是超导特性中最重要的部分。

Salamat也表示对Nature编辑部的决策感到困惑和失望。

Salamat还指出，Hirsch和Van der Marel并不是高压物理学的实验人员，他们的一些行为已经偏向于人身攻击了，我们只是不想让人们从远处向我们扔泥巴。

Dias还向两位质疑者所在的加州大学旧金山分校的系主任和院长发出了停终（cease and desist）信。

Dias团队计划在不做任何背景减法的情况下向Nature杂志重新提交论文，他认为仅凭原始数据就可以显示出磁感应强度的变化。

Salamat说，欢迎同行们来他们的实验室，观察他们的方法和方案，我们的政策是很开放的。

今年7月，研究团队还发布了一份CSH材料的复制报告，但批评者仍然质疑这份报告的独立性，因为它还是由Salamat和Dias领导复现的，其中包括许多与Nature论文相同的作者。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cc/d2cc03170a/unauth

在今年夏天的一次会议上，Dias还提出了新的氢化物化合物超导性的想法，尽管他拒绝对这些说法发表评论，但他表示，我们已经从2020年的工作中走出来了。

Salamat补充说，我们正处在高温超导性新时代的悬崖边上。

面对质疑，Dias和Salamat并没有放慢脚步，他俩共同创立了一家新公司Unearthly Materials，以追求商业化的室温超导体。

不过目前官网只有一张图片和一个招聘邮箱，没有关于公司的具体介绍。

如果室温超导体是假的，我希望是真的。

如果是真的，那就太好啦！

参考资料：

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/9/486971.shtm