ادعاء آخر بشأن الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة وأسئلة تتعلق بالنزاهة العلمية

في بداية مارس 2023 ، كانت هناك ورقة نشرت داخل طبيعةيقول الباحثون إنهم لاحظوا الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة ، والضغط المحيط ، في مركب موصل. في حين أن هذا عادة ما يكون مثيرًا ، إلا أن هذه ليست المرة الأولى التي يتم فيها تقديم مثل هذه الادعاءات من قبل هؤلاء الباحثين أنفسهم. عامهم الأخير الورقة السابقة داخل طبيعة كان بعنوان منسحب بعد العديد من المشاكل أثار باحثون آخرون مخاوف بشأن بياناتهم وتفسيرها ، مما دفعهم إلى استنتاج أنهم لاحظوا الموصلية الفائقة.

خطوة مقابلة قال رانجا دياس ، أحد المؤلفين الرئيسيين في جامعة روتشستر – إن الورقة التي تم سحبها تمت مراجعتها لتضمين التعليقات الواردة ، قائلاً إن فريق البحث دعا الزملاء لاستكشاف بياناتهم وإعدادهم التجريبي. وتجدر الإشارة إلى أن الورقة المنشورة حديثًا تفيد بتحسينات مقارنة بالنتائج السابقة من خلال طلب ضغوط أقل.

اعتمادًا على وجهة نظر المرء ، قد يبدو هذا مشكوكًا فيه بشكل لا يصدق أو علامة على أن نظام مراجعة الأقران العلمي يعمل بشكل صحيح. بالنسبة للشخص العادي ، هذا يجعل من الصعب الإجابة على السؤال البسيط حول ما إذا كانت الموصلات الفائقة في درجة حرارة الغرفة قريبة. ماذا يعني هذا بشكل فعال؟

الانصهار البارد

ما هي المواد فائقة التوصيل في درجة حرارة الغرفة و الانصهار البارد القاسم المشترك بينهما هو أن كلاهما يعد بتكنولوجيا تحويلية من شأنها تغيير نسيج المجتمع. من الطاقة الرخيصة التي لا نهاية لها ، إلى خطوط النقل التي لا تفقد أي خسارة والتكاليف المنخفضة لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي وجميع الأجهزة الأخرى التي تعتمد على تقنية التوصيل الفائق ، فإن التكنولوجيا نفسها ستكون ثورة. في الوقت نفسه ، كما هو الحال مع أي تقنية ثورية جديدة من هذا القبيل ، يمكن أن تجعل عددًا مختارًا من الناس أثرياء للغاية.

في هذه المرحلة ، أصبح مصطلح “الانصهار البارد” مرادفًا لـ “زيت الثعبان” ، غير قادر على تكرار نتائج التجربة الأصلية لعام 1989 التي أجراها الباحثان مارتن فليشمان وستانلي بونز. تتضمن هذه التجربة حقن قطب بلاديوم بالديوترونات (النواة الديوتيريوم) ، من الماء الثقيل المحيط (د₂O) ، قبل تمرير التيار عبر الأقطاب الكهربائية.

بعد رد فعل إعلامي عنيف بسبب الإخفاق في تكرار هذه النتائج ، سمم موضوع “الاندماج البارد” ، حافظ باحثوها على مكانة منخفضة ، أطلقوا عليها اسم منطقة البحث “التفاعلات النووية منخفضة الطاقة” (LENR) وانسحبوا بشكل عام. نظرة عامة. تكمن مأساة LENR في أنها أساسية في جوهرها الانصهار إغلاق الجديلة (LCF) ، الذي قام مؤخرًا بالباحثين التابعين لوكالة ناسا في مركز جلين للأبحاث اثبت في دراسة باستخدام الإربيوم لتوفير شبكة معدنية.

يتضمن الإعداد التجريبي لـ NASA LCF تحميل معدن بالديوترونات مماثلة لتلك الموجودة في تجربة Fleischmann-Pons. ميزة LCF على طرق الاندماج القائمة على البلازما التي يتم إجراؤها في tokamax هي أن المسافة بين نوى deuteron أقصر من نواة وقود DD في بلازما وقود الديوتيريوم / التريتيوم داخل الشبكة المعدنية المضيفة ، والتي تتغلب نظريًا على حاجز كولوم. يكون الاندماج أسهل عندما لا تكون الضغوط العالية أو درجات الحرارة مطلوبة.

لبدء اندماج DD ، استخدم باحثو ناسا أشعة جاما 2.9+ MeV لإشعاع الديوترونات ، وأكد الباحثون أن الاندماج قد حدث بالفعل. يبدو أن هذا الزناد الاندماجي هو أكبر فرق بين تجربة Fleischmann-Pons و NASA ، حيث يستخدم الأول تيارًا كهربائيًا لبدء الاندماج. كما هو الحال مع جميع الإعدادات التجريبية ، قد تكون العوامل البيئية والتلوث غير المحسوبة قد أربكت الباحثين الأصليين.

في عالم البحث العلمي ، يعد هذا جانبًا مهمًا يجب أخذه في الاعتبار ، والذي يتضح بشكل أكبر من خلال الرحلة البرية. mdrive. كان من المتصور أنه دفع أقل للوقود وقائم على الميكروويف يعمل من خلال آليات تتحدى الفيزياء. في النهاية ، تم إبطال الاتجاه المقاس للتجربة الأصلية عندما تم حساب جميع التأثيرات البيئية ، مما أدى إلى التخلي عن المفهوم في سلة مهملات التاريخ.

جانب مهم يجب مراعاته هنا هو الغرض. بدأت العديد من الاكتشافات العلمية المهمة مع شخص ما ينظر إلى بعض البيانات ، أو ينظر إلى طبق بتري متسخ ، ويفكر في شيء على غرار ، “انتظر ، هذا مضحك …”. لا ينبغي ردع أي شخص عن طرح الأفكار الجامحة لمجرد أنها قد تتحول إلى سوء فهم للبيانات أو جهاز استشعار خاطئ.

الموصلية الفائقة

على الرغم من أن المواد فائقة التوصيل كانت مستخدمة منذ عقود ، فإن مشكلتها الرئيسية هي أنها تتطلب درجات حرارة منخفضة للغاية لتظل في حالتها فائقة التوصيل. ‘ يسمىدرجة حرارة عاليةتتميز المواد فائقة التوصيل بأنها تتطلب درجات حرارة مريحة من الصفر المطلق. إنه يحمل الرقم القياسي هنا في الضغوط الجوية Cuprate superconductor كالسيوم الباريوم الزئبقي (HGBC-CO) ، متطلبات درجة الحرارة فقط 133 كلفن أو -140 درجة مئوية.

على الرغم من أننا ما زلنا لا نفهم كيفية عمل الموصلية الفائقة ، إلا أننا لاحظنا أن زيادة الضغط تزيد بشكل كبير من درجة الحرارة المطلوبة ، مما يجعلها أقرب إلى درجة حرارة الغرفة. ركز هذا الاكتشاف الكثير من الاهتمام على الهيدريدات ، وفي عام 1935 أ.المرحلة المعدنيةمن الهيدروجين يوجين وينر و هيلارد بيل هنتنغتون. عند الدمج مع عنصر مثل الكبريت ، يتم تقليل ضغط 400 جيجا باسكال (~ 3.9 مليون ضغط جوي) المطلوب لتكوين الهيدروجين المعدني بشكل كبير. الأمر الأكثر إثارة للصدمة هو حقيقة أن الهيدروجين المعدني يعتبر موصلًا فائقًا مثاليًا.

تم إنتاج الهيدروجين المعدني تجريبيًا لأول مرة في عام 1996 في مختبر لورانس ليفرمور الوطني باستخدام ضغط موجات الصدمة. جاءت الادعاءات الأولى لإنتاج الهيدروجين المعدني الصلب بعد ذلك ، حيث ادعى العديد من الباحثين إنتاج الهيدروجين المعدني ، على الرغم من أن بعض النتائج مثيرة للجدل. في عام 2017 ، بدلاً من استخدام خلية سندان الماس التقليدية (DAC) لضغط الهيدروجين ، استخدم الباحثون آلة Sandia Z. المجالات المغناطيسية قوية جدا لتكوين الهيدروجين المعدني.

الجدل

نشر رانجا دياس وزملاؤه أيضًا العديد من الأوراق البحثية حول الهيدروجين المعدني والتي تم فيها إنتاج DAC عند 495 جيجا باسكال ، وهو أمر مشكوك فيه. يأتي هذا مع البحث عن سبائك الهيدريد مع هيدريد الكبريت الكربوني (CSH) موضوع ورقة 2020 المسحوبة. هذه المادة ، عند وضعها تحت ضغط 267 جيجا باسكال في DAC ، يُقال إنها فائقة التوصيل عند 15 درجة مئوية ، مما يجعلها ثابتة في عالم المواد فائقة التوصيل في درجة حرارة الغرفة طالما استمر الضغط.

يكمن مفتاح ادعاء الموصلية الفائقة في قياس هذه الحالة. مع وجود نقطة الكائن المحاصرة داخل DAC ، فإن الأمر ليس بهذه البساطة مثل توصيل بعض الأسلاك وتشغيل تيار من خلال الكائن ، وقد لا يكون كافيًا كمصدر. بدلاً من ذلك ، فإن المعيار الذهبي لقياس الموصلية الفائقة هو القدرة على طرد مجال مغناطيسي مطبق عندما تدخل المادة في المرحلة فائقة التوصيل ، على الرغم من صعوبة القيام بذلك لأن المادة قيد الاختبار موجودة داخل DAC.

لذلك ، يتم الاستدلال على هذه الخاصية من خلال القابلية المغناطيسية ، والتي تتطلب ضوضاء مغناطيسية من البيئة ليتم طرحها من الإشارة الضعيفة التي يحاول المرء قياسها. نتيجة ل، جيمس هاملين يقول، مثل محاولة رؤية نجم بينما تغمر الشمس مستشعراتك. كان أحد العوامل التي أدت إلى سحب ورقة دياز الأصلية هو الافتقار إلى البيانات الأولية المقدمة مع المقالة. جعل هذا من المستحيل على الزملاء التحقق من أساليبهم والتحقق من نتائجهم.

قيمة الوجه

ما هو الأكثر إثارة للاهتمام حول هذا 2023 ورقة ربما لا يكرر نفس الادعاءات حول CSH ، ولكنه يركز بدلاً من ذلك على مادة مختلفة ، وهي N-doped lutetium hydride. عند ضغط 1 جيجا باسكال فقط (10 كيلو بار ، 9900 ضغط جوي) يكون الحد الأعلى لدرجة الحرارة لهذه المادة هو 20.6 درجة مئوية.

على الرغم من أن الوقت لا يزال مبكرًا ، إلا أنه لن يستغرق وقتًا طويلاً لباحثي الموصلية الفائقة الآخرين لتجربة أيديهم في تكرار هذه النتائج. على الرغم من أن التروس العلمية تتحرك ببطء ، إلا أن هذا يرجع إلى حد كبير إلى الجهد المطلوب للتحقق والتحقق والتكرار. الإجابة البسيطة على السؤال عما إذا كان لدينا موصلية فائقة في درجة حرارة الغرفة في منازلنا العام المقبل هي “لا” مدوية ، لأنه حتى لو تبين أن هذه الادعاءات حول هذا الهيدريد الجديد صحيحة ، فلا تزال هناك مشكلات أكبر يجب مناقشتها مع. تتطلب بيئة مرهقة وما إلى ذلك.

في ظل الظروف المثلى ، تم تأكيد هذه النتائج المبتدئة لـ Ranga Dias وزملائه بشكل تجريبي من قبل باحثين مستقلين ، وبعد ذلك يمكن تصور العملية الطويلة والشاقة نحو التسويق المحتمل. في حالة أقل من الأمثل ، ستكون هذه الورقة مجرد وميض قبل إعادة اكتشاف العيوب وعودة أبحاث الموصلية الفائقة إلى العمل كالمعتاد.

يبقى شيء واحد صحيحًا بغض النظر عن أي شيء ، طالما يتم اتباع الطريقة العلمية ، سيتم اكتشاف عمليات الاحتيال والأخطاء لأن الواقع المادي لا يهتم بما نحن عليه كبشر حقًا.