南韓的「常溫常壓超導體」研究引發爭議,甚至出現兩篇論文,讓外界質疑是否為內鬨?論文主要作者之一的Sukbae Lee接受韓聯社訪問時表示,其實團隊尚未準備好發表這項論文,是另一名作者YH Kwon在未經其他作者同意下擅自發布,團隊目前正向arXiv要求下架論文,另外,另一名作者Hyun-Tak Kim也向美國媒體表示,在網站上發布的兩篇論文都尚有許多缺陷,他本人從未同意刊出。
韓國科學家表示,已經開發出臨界溫度大於等於400K(攝氏127度)的室溫常壓超導體,並稱自己的研究將「為人類帶來一個新紀元」,已經引起了世界的關注,不過,同樣的研究,竟然有兩篇不同的arxiv論文,作者還不一樣,這也引起了更多的好奇,感覺其中似乎並不單純。
首先,這篇三人合著的論文於7月22日07:51:19先出現在了arXiv上,將自己的工作被描述為「為人類開啟新紀元」。
緊接著,2.5小時後(7月22日10:11:28),同一主題的另一篇論文也被提交至arXiv,這篇論文對於實驗的製備過程更詳盡,行文更加嚴謹,由六人合著,其中前兩人和上一篇論文的一作、二作相同。
看來,個中內情頗為複雜。
然後,第二篇論文的三作Hyun-Tak Kim又接受了New Scientist的採訪,表示有人將還沒完成的論文搶先發表。
所以,這期間到底發生了什麼?
團隊內鬨,有人搶先發表論文
在採訪中,Hyun-Tak Kim表示,自己參與合著的arXiv論文是第二篇(按時間順序),而不知怎麼回事,第一篇論文在還存在「許多缺陷」的前提下,未經他的許可就被上傳到了arXiv,並且也沒有署名他的名字。對於「開啟人類歷史新紀元」這樣的表述,他對此也表示不知情。
Hyun-Tak Kim說,第一篇論文是他在韓國量子能源研究中心的同事們撰寫的,其中一些人也在2022年8月申請了LK-99的專利。
的確,有人發現早在2022年8月,LK-99就已經在國際上被申請專利,到了今年3月被正式授予。
然而,論文的一作Sukbae Lee和二作Jihoon Kim,則有另外一番說法。
團隊演變1:加入知名教授換取資金補助
根據某位推特網友「Ate-a-Pi」的爆料,從1999年Kim開始讀研究所,兩位作者Lee和Kim就一直在研究LK-99材料。9年間,Lee從未獲得終身教職,一直是兼職教授。
2018年,Lee和Kim獲得了資金,條件是接受時任知名教授YH Kwon的空降,兩人同意了。可以推斷,獲得資助後,幾人成立了韓國量子能源研究中心。Lee成為CEO,Kwon成為CTO,Kim成為研究總監。
團隊演變2:找西方學者加入
隨後他們立即開始著手實驗,隔離材料,但他們花了整整三年才弄清楚生產過程,並在2021年確定下來。當他們開始寫論文時,他們意識到需要找一個西方的合著者來駕馭這個領域,於是他們找來了威廉瑪麗學院的知名物理化學家HyunTak。
2022年和2023年3月,團隊申請了兩次專利。
而Kim非常擔心屬於他們的研究成果會被竊取,希望盡快發表研究,與此同時,Ranga Dias的撤稿消息曝光。
但HyunTak堅持認為,論文在發表前還需要更多的工作。
內鬨發生後,在韓國時間7月22日週六下午5點,YH Kwon登錄arXiv,推送了團隊的論文,將Lee、Kim、Kwon三人列為作者。此時是美國維吉尼亞州的凌晨兩點半,HyunTak得知了這個爆炸性消息。
當日清晨6點,他匆匆拿出論文,把Lee、Kim和自己列為一作、二作、三作,再署上另外3人的名字,也把論文發表在了arXiv上。顯然,YH Kwon被排除在外了。
就在日前,兩篇論文被廣泛傳播開來,引起全世界網友海嘯般的關注和討論。
查詢後還可以發現,相關研究早在今年4月就發布在韓國雜誌《Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology》上。當然,是以韓文發表的,所以在學術圈沒有引起多大的聲浪。
作者現況
作者方面,Young-Wan Kwon現為高麗大學教授,在凝聚態物理領域影響頗大,在Google Scholar上有多篇引用次數已經上百的論文。
相比之下,論文一作Sukbae Lee發表的論文以韓文居多,就沒有多少引用量了。
而指責其他幾位搶發表論文、卻都沒把自己名字提到的Hyun-Tak Kim,也是一位著述頗豐、在學術圈極有影響力的學者。
有趣的是,韓國頂尖學術圈表示,從沒有人聽說過量子能源研究中心這個小組。總之,關於論文作者的說法,目前還是羅生門。
想得諾獎就別找兩個以上隊友?
大家公認,六人論文比三人論文看起來詳細多了。
有網友說,第一篇論文也太粗糙了。摘要、簡介、參考文獻和附錄……嚴格來說,整篇論文看摘要就行了。而第二篇論文,看起來就好多了。也有人分析說,發兩篇論文是為做兩手準備,第一篇三人作者的論文準備衝Science和Nature,第二篇六人作者的文章,留個後手投國內期刊。所以在第二篇論文中,有些註釋還是韓語。
「顯然,新室溫超導體論文的作者非常相信自己的結果,因為他們同時發表了兩篇論文:一篇有六位作者,一篇只有三位作者。然而,諾貝爾獎最多可以由三個人分享。」
也有網友分享「獲得諾貝爾獎的十條簡單規則」,其中第三條就是——千萬別和兩個以上的科學家合作。
LK-99部分懸浮,研究學者親自釋疑
室溫超導的聖盃,此前也有屢次有人聲稱自己已摘下,但結果都無法復現。如果Kim和同事們的研究經得起科學的審查,無疑將是真正的劃時代之作。
為了製造這種名叫LK-99的新材料,Kim和同事們混合了幾種含有鉛、氧、硫和磷的粉末化合物,然後在高溫下加熱了幾個小時。粉末發生化學反應後,變為深灰色的固體。隨後他們測量了一毫米大小的LK-99樣本在不同溫度下所通過電流的阻力,發現其電阻率從105°C的較大值,在30°C的條件下急劇下降到了接近於零。
研究人員還測試了該材料在不同溫度下對磁場的反應(超導體會排斥磁場,這種現象被稱為邁斯納效應)。可以發現,在該材料的近零電阻溫度範圍內,這種材料確實會表現出這種效應。
由於邁斯納效應,當超導體放置在傳統磁鐵上時會漂浮,研究學者們還拍攝了影片,影片顯示:將一塊LK-99放在磁鐵上方,可以明顯看到LK-99升起到了磁鐵之上。
也就是這個影片,讓無數網友驚呼:完美得不可思議,這次,恐怕是來真的了。但也有人質疑說,為什麼材料只有一邊可以完全懸浮,另一邊仍在接觸磁鐵?
Hyun-Tak Kim在採訪中表示,這是因為樣本不完美,整體只有一部分變成了超導體,表現出邁斯納效應。
有專業網友表示,部分超導體的現像是符合理論的,這反而使得結果更真了。
質疑聲浪四起,業界學者認為證據不足
兩篇論文發布後,在引來軒然大波的同時,也引發了很多質疑。
牛津大學的Susannah Speller和Chris Grovenor表示,當一個材料變成超導體時,會在很多實驗中表現出明顯的特徵。
然而,對於其中的兩個特徵——對磁場的響應和熱容量,論文中的資料都未能進行有效證明。因此Speller認為,目前還沒看到這些樣品具有超導性的強有力證據。
同時,論文在解釋為何新材料可以在與之前完全不同的條件下成為超導時所用的理論模型,也受到了研究人員質疑。
物理學家Douglas Natelson,也針對這兩篇論文提出了自己的疑點。首先是磁化資料的單位存在問題。磁化率是指,當物質置於磁場H中時,會發展出多少磁化M(每體積磁矩),其中 χ = dM/dH。磁化資料有兩種表示單位:cgs單位(釐米-克-秒)和SI(國際單位制)單位,它們之間的差異很大。在cgs中,磁化率是無單位的,而在SI中,磁化率的單位是立方米每特斯拉(m³/T)。這個χ被稱為「體積磁化率」。
在實驗中,人們經常測量的是「品質磁化率」,它是將上述磁化率除以密度得到的。
負的χ代表的是抗磁性。在SI單位制中,一個I型超導體的χ=-1,而在cgs單位制中,χ=-1/4π。
作為參考,石墨作為最抗磁的材料之一,其方向平均χ值為-6.1e-4。
關於兩篇室溫超導體論文存在問題。在第一篇3個作者的論文中,給出的零場和場冷卻之間的品質磁化率變化大約為2.5e-4 emu/g。假設密度大約為7 g/cc,那麼給出的χ(SI)= -0.022,約為石墨的36倍。如果這個實驗資料是真實且精準的,那麼LK-99將會是一個前所未有的大發現!
然而,在第二篇六人合著論文的圖4a中,似乎繪製了相同的資料,但y軸的刻度完全不同,要比第一篇大了7000倍。在第二篇論文中,得出的磁化率資料(χ)遠大於理論上一個完美超導體的磁化率,大了154倍。
而超導體的磁化率是特定的,因為當物質成為超導體時,它會完全排斥外部的磁場。所以,如果一種材料的磁化率比完美超導體的還要大,這是不可能的。
Douglas Natelson表示,這兩篇論文中的資料存在顯著差異,使人們對於該相信哪一個資料感到迷惑。
對於這些質疑,Hyun-Tak Kim在接受《New Scientist》採訪時表示,他支持任何人對這個實驗進行復現。
人類的全球能耗問題能從源頭上解決嗎?全世界都在等待。
本文授權轉載自:T客邦
責任編輯:蘇祐萱