Rumah > Artikel > Peranti teknologi > AI meletupkan fizik! Adakah superkonduktiviti suhu bilik 21 darjah dijadualkan untuk Hadiah Nobel? Profesor Nature menarik balik manuskripnya tetapi menerima pelaburan daripada OpenAI
Adakah manusia mencapai superkonduktiviti suhu bilik pada 21°C?
Bulatan fizik diletupkan sepenuhnya! Petang semalam, waktu Beijing, guruh meletup pada persidangan fizik yang diadakan di Las Vegas, Amerika Syarikat - superkonduktiviti suhu tinggi disyaki mencapai kejayaan yang mengganggu.
Pada mesyuarat itu, Ranga Dias, seorang ahli fizik di Universiti Rochester di Amerika Syarikat, melaporkan kejayaan penting ini dalam penyelidikan superkonduktiviti suhu bilik.
Jika Ranga Dias benar-benar mencapai superkonduktiviti suhu bilik kali ini, maka masalah penggunaan tenaga global akan hilang dari sumber Penyelesaian - Manusia akan menggunakan tenaga elektrik untuk mendapatkan kuasa yang luar biasa.
Sekiranya kita boleh menguasai gabungan nuklear yang boleh dikawal dari bawah, kita juga boleh melakukan perjalanan angkasa lepas jarak jauh Ia boleh dikatakan bahawa manusia benar-benar akan berlepas.
Dan mereka yang menguasai teknologi ini sudah pasti akan memimpin dunia. (Ia seperti fiksyen sains menjadi realiti.)
Dalam hal ini, James Hamlin, seorang ahli fizik di Universiti Florida, berkata jika keputusannya betul, ini mungkin yang terbesar. dan superkonduktor paling berkuasa dalam sejarah superkonduktor kejayaan yang mengejutkan.
Pada hari itu, para saintis bergegas masuk ke tempat itu dengan penuh kegilaan, berharap dapat menyaksikan sejarah dengan mata kepala mereka sendiri. Oleh kerana kandungan selebriti fizik yang tinggi, penganjur terpaksa memanggil keselamatan untuk menyekat pintu dan menghalau orang ramai.
Namun, Ranga Dias ini mempunyai "sejarah hitam". Setahun yang lalu, artikelnya mengenai superkonduktiviti suhu bilik C-S-H yang diterbitkan dalam Nature telah ditarik balik, dan kini dia telah membuat kemunculan semula dengan superkonduktiviti suhu bilik N-Lu-H.
Jadi, sehingga keputusan eksperimen berjaya dihasilkan semula, semuanya masih penuh dengan keraguan.
Alamat kertas: https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742 -0
Mengapa superkonduktiviti suhu bilik sangat penting sehingga mengejutkan ahli fizik di seluruh dunia?
Superkonduktor, seperti namanya, adalah badan yang boleh menghantar elektrik dengan sangat baik, iaitu, ia mempunyai rintangan sifar. Ini membolehkan arus dipindahkan tanpa menghasilkan haba, dan voltan tidak diperlukan pada kedua-dua hujung wayar.
Jika superkonduktor boleh dikomersialkan, arus ulang alik tidak diperlukan sama sekali, dan pencawang juga boleh berundur dari peringkat sejarah.
Arus yang melalui superkonduktor adalah sangat besar, yang boleh menjana medan magnet yang kuat Ia mempunyai aplikasi hebat dalam resonans magnetik nuklear, levitasi magnet dan medan lain pelakuran nuklear boleh dikawal nitrogen cecair adalah superkonduktor.
Jika ia menjadi kenyataan, dunia fizik dan sains bahan akan mencetuskan gempa bumi yang besar. (Dari ChatGPT pada penghujung tahun lepas kepada superkonduktiviti suhu bilik pada awal tahun ini, adakah tahun letupan teknologi manusia benar-benar tiba?)
Profesor Zhu Jingwu, tokoh terkemuka dalam superkonduktiviti suhu tinggi, juga muncul di tempat itu
Apakah superkonduktiviti ?
K. Onnes dan lain-lain dari Universiti Leiden di Belanda pertama kali menemui pada tahun 1911 bahawa rintangan merkuri akan menjadi 0 apabila suhu disejukkan di bawah -269°C. Mereka menamakan keadaan ini "superkonduktiviti."
Ini adalah penemuan superkonduktiviti pertama di dunia, yang mana Onnes memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik pada 1913.
Dalam lebih daripada seratus tahun penyelidikan berikut, saintis telah menemui beribu-ribu bahan superkonduktor, termasuk pelbagai bahan unsur, bahan aloi, bahan kompaun dan seramik superkonduktor .
Walaupun bahan superkonduktor semasa telah digunakan secara meluas dalam bidang seperti kuantum dan MRI, ia mesti disejukkan kepada suhu ultra rendah untuk mencapai keadaan superkonduktor.
Dalam erti kata lain, dalam aplikasi praktikal, kita masih perlu bergantung pada cecair kriogenik yang mahal untuk mengekalkan persekitaran suhu rendah. Ia berikutan bahawa kos mengekalkan suhu rendah jauh melebihi kos bahan superkonduktor.
Oleh itu, superkonduktiviti suhu bilik, mencapai pengaliran rintangan sifar tanpa penyejukan, telah menjadi matlamat yang dikejar oleh ahli fizik, sentiasa menyegarkan had suhu kritikal tertinggi.
Dalam penyelidikan terbaru ini, Ranga Dias dan pasukannya secara eksperimen membangunkan (99%), nitrogen (1%) dan bahan lutetium tulen LNH.
Para saintis meletakkan bahan ini dalam persekitaran 392k untuk bertindak balas selama 3 hari. Sebatian ternary yang terdiri daripada hidrogen, nitrogen dan lutetium bermula sebagai warna biru berkilat.
Kompaun ini dimampatkan dalam tangki andas berlian Apabila tekanan mencapai 3kbar, perubahan yang menakjubkan berlaku "kesuperkonduktivitian mula berubah daripada biru kepada merah jambu."
Akhir sekali, ia bertukar menjadi merah terang sekali lagi pada tekanan 30kbar dan rintangan menurun kepada sifar.
Ranga Dias juga memberikan nama kod "reddmatter" kepada bahan yang ditemui secara mengejutkan ini. Nama itu diilhamkan oleh nama bahan yang dicipta oleh Spock dalam Star Trek.
Ujikaji mendapati bahan ini kehilangan sebarang rintangan kepada arus pada suhu kira-kira 21 darjah Celsius dan tekanan 1GPa rintangan dan memasuki keadaan superkonduktor.
1GPa ialah kira-kira 10,000 kali ganda tekanan atmosfera (tekanan atmosfera standard ialah kira-kira 101.325kPa), tetapi berbanding dengan berjuta-juta atmosfera yang diperlukan untuk superkonduktor suhu bilik, ini jauh lebih rendah daripada yang dijangkakan.
Jadi bagaimana untuk membuktikan bahawa sebatian ternary ini mencapai syarat superkonduktor?
Kertas itu menyebut bahawa kriteria utama untuk menilai bahan superkonduktor ialah kesan Meissner, iaitu diamagnetisme lengkap.
Diamagnetisme lengkap boleh dicapai kerana permukaan superkonduktor boleh menjana arus superkonduktor diamagnet tanpa kehilangan. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus ini membatalkan medan magnet di dalam superkonduktor.
Pergantungan suhu momen magnet dan lengkung M-H pada suhu berbeza diukur menggunakan kaedah magnetometer sampel bergetar (VSM) pada Sistem Pengukuran Sifat Fizikal Reka Bentuk Kuantum (PPMS).
Rajah 3a menunjukkan kesan suhu ke atas kerentanan magnet DC di bawah keadaan penyejukan medan sifar (ZFC) dan penyejukan medan (FC). (χ = M/H, dengan M ialah kemagnetan dan H ialah medan magnet)
Kewujudan fasa superkonduktor kemudiannya disahkan dengan mengukur kesan Meissner penyejukan dalam magnet padang. Permulaan jelas kesan Meissner diperhatikan pada 277K sekitar 8 kbar. Data lengkung M-H direkodkan menggunakan PPMS dengan pilihan VSM.
Kerentanan magnetik
Kriteria lain ialah kesan rintangan sifar.
merujuk kepada fenomena bahawa ia adalah konduktor atau semikonduktor atau bahkan penebat pada suhu bilik, tetapi apabila suhu turun kepada nilai Tc tertentu, rintangan DCnya tiba-tiba turun kepada sifar. .
Rintangan bergantung kepada suhu eksperimen bagi sebatian hidrogen-nitrogen-lutetium pada tekanan tinggi, menunjukkan peralihan superkonduktor sehingga 294K pada 10±0.1 kbar, diukur tertinggi dalam semua eksperimen suhu peralihan maksimum.
Alam semula jadi mengatakan bahawa jika sebatian ternari hidrogen-nitrogen-lutetium mencapai superkonduktiviti suhu bilik, maka ia akan Peranan dalam mencapai suhu peralihan yang tinggi itu masih perlu ditentukan.
Kajian lanjut diperlukan untuk mengesahkan bahawa bahan yang dikaji oleh Ranga Dias dan pasukannya adalah superkonduktor suhu tinggi sebelum dapat difahami bahawa keadaan ini disebabkan oleh pasangan Cooper yang disebabkan oleh getaran Cooper pairs), atau didorong oleh mekanisme tidak konvensional yang masih belum ditemui.
Algoritma pembelajaran mesin untuk meramal bahan baharu
Perlu diperhatikan bahawa eksperimen ini meramalkan superkonduktiviti baharu Semasa mengumpul bahan, algoritma pembelajaran mesin juga digunakan.
Menggunakan data eksperimen superkonduktor terkumpul di makmal, pasukan melatih algoritma untuk meramalkan bahan superkonduktor lain yang mungkin.
Bahan-bahan ini sebenarnya dicampur dan dipadankan daripada beribu-ribu kemungkinan gabungan logam nadir bumi, nitrogen, hidrogen dan karbon.
"Dalam kehidupan seharian, logam yang berbeza digunakan untuk aplikasi yang berbeza, jadi kami juga memerlukan pelbagai jenis bahan superkonduktor," kata Dias. "Sama seperti kami menggunakan logam yang berbeza untuk aplikasi yang berbeza, kami memerlukan lebih banyak superkonduktor ambien untuk memenuhi aplikasi yang berbeza." sumber pengkomputeran super yang disediakan oleh Pusat Pengkomputeran Penyelidikan Bersepadu Universiti Rochester.
Secara khusus, langkah umum ialah ahli fizik menggunakan fungsi spektrum Eliashberg, yang agak mudah dikira, untuk melatih rangkaian saraf Selepas latihan, rangkaian saraf digunakan untuk menghasilkan lebih banyak perbandingan Fungsi spektrum Eliashberg yang sukar dikira bagi hidrida ternari. Kemudian anda boleh mengira Tc pelbagai hidrida ternari, dan kemudian cuba beberapa hidrida ternari dengan Tc tertinggi.
Sesetengah netizen membuat kesimpulan: "Sekarang kita tahu bahawa wira di sebalik berita besar hari ini ialah ML/AI." >
Komuniti akademik menyatakan keraguan dan penulis tidak mahu mendedahkannya kepada umum
Dan eksperimen ini pun tidak ketat. Dikatakan bahawa seorang bos besar menimbulkan soalan pada pertemuan itu dan berhadapan dengan Dias di tempat kejadian.Netizen bermata helang menunjukkan bahawa terdapat masalah yang disyaki dengan amalan memotong latar belakang dalam PPT (kiri gambar) dan data kerentanan magnet DC (kanan gambar). " sddtc888》
Begitu juga, Alam dan Sains juga menyatakan keraguan dalam siaran akhbar.
Alamat artikel: https://www.nature.com/articles/d41586-023-00599-9
Alamat artikel: https://www.science.org/content/article/revolutionary-blue- kristal-menghidupkan-harapan-suhu-superkonduktiviti
Saya rasa mereka perlu benar-benar membuat kerja mereka kepada umum, semua orang Barulah anda boleh mempercayainya."
Jorge Hirsch, seorang ahli fizik di University of California, San Diego, malah berkata terus terang: "Saya sangat meragui perkara ini kerana saya tidak percaya pengarang ini." 🎜>Namun, hasrat komuniti akademik ini bakal menjadi kenyataan -
Dias bukan sahaja menubuhkan syarikat permulaan Unearthly Materials, tetapi juga memohon Paten pada lutetium hydride.
Dengan gelombang operasi ini, dia bukan sahaja mengumpul lebih daripada 20 juta dolar AS dalam pembiayaan daripada pelabur termasuk Spotify dan OpenAI, tetapi dia juga tidak perlu risau tentang orang lain yang datang untuk bertanya untuk "sampel".
Sehubungan itu, Dias berkata: "Kami mempunyai arahan yang jelas dan terperinci tentang cara membuat sampel. Memandangkan sifat proprietari proses dan kewujudan hak harta intelek, kami lakukan tidak berniat untuk berkongsi ini "
Kepentingan pemecah zaman bagi umat manusia
Selama lebih satu abad, saintis telah mengejar fizik jirim pekat. penemuan.Bahan superkonduktor bergantung pada dua sifat utama: "fenomena rintangan sifar" dan "Kesan Meissner" (diamagnetisme lengkap), yang telah banyak menggalakkan kemajuan sains dan teknologi ⽤, sebagai contoh :
Campuran nuklear boleh dikawal
Aplikasi teknologi superkonduktor pada gegelung yang menjana medan magnet yang kuat boleh membolehkan operasi berterusan dan stabil bagi konfigurasi kurungan magnet, yang merupakan kaedah yang diiktiraf untuk meneroka dan menyelesaikan kejuruteraan dan fizik reaktor gabungan masa hadapan cara yang paling berkesan untuk menyelesaikan masalah.
Transmisi kuasa
Menurut statistik, apabila konduktor tembaga atau aluminium digunakan untuk menghantar elektrik, kira-kira 15% tenaga elektrik hilang pada talian penghantaran Di China sahaja, kehilangan kuasa tahunan mencapai lebih daripada 100 bilion kWj. Jika kita beralih kepada penghantaran kuasa superkonduktor, tenaga yang dijimatkan akan bersamaan dengan membina berpuluh-puluh loji kuasa besar.
Pengangkutan
Bagaimanapun, teknologi levitasi magnetik ini boleh digunakan bukan sahaja dalam bidang pengangkutan, tetapi juga dalam bidang pembinaan. Mungkin pada masa akan datang ia tidak lagi menjadi impian manusia untuk hidup di udara.
Pengimejan Perubatan
MRI tidak perlu lagi menggunakan sejumlah besar penyejukan air beredar untuk mengekalkan operasinya, jadi kos operasi akan menjadi lebih rendah dan kekuatan medan magnet menjadi lebih baik.
Peranti elektronik yang lebih pantas dan cekap untuk logik digital dan teknologi peranti storan.
Bayangkan komputer anda tidak mempunyai perintang, tidak lagi memerlukan pelesapan haba, dan komputer boleh menjadi lebih nipis dan ringan. Selain itu, menggunakan litar bersepadu menggunakan transistor superkonduktor, kelajuan komputer boleh ditingkatkan secara langsung sebanyak berpuluh-puluh atau ratusan kali ganda.
Kecekapan penggunaan elektrik akan lebih tinggi Penggunaan elektrik di rumah akan merudum, mentol lampu akan lebih terang, kereta elektrik akan berjalan lebih laju, dan penggunaan peralatan elektrik akan menjadi. lebih mudah. Komponen elektrik yang lebih halus boleh digunakan dalam kehidupan kita.
Sumber: phys.org
Pada tahun 2013, dua pakar pengkomputeran kuantum terkenal, profesor Universiti Yale Devoret dan Schoelkopf, menulis tinjauan, memberikan A roadmap untuk pembangunan pengkomputeran kuantum universal telah disediakan, dan pengkomputeran kuantum superkonduktor hari ini sudah berada di peringkat ketiga hingga keempat pembangunan.
Pasukan penyelidik MIT menunjukkan "Hukum Moore" bagi masa dekoheren qubit superkonduktor, bermula dari Qubit yang terawal berlangsung kurang daripada 3 nanosaat, meningkat kepada tahap semasa 300 mikrosaat. Dalam masa kurang daripada dua puluh tahun, ia telah bertambah baik sebanyak lima urutan magnitud, yang menunjukkan perkembangan pesat bidang ini.
Dan beberapa syarikat teknologi terkenal, termasuk Google, IBM, Intel, dll., telah mengambil bahagian dalam penyelidikan dan pembangunan pengkomputeran kuantum, dan mereka semua telah memilih penyelesaian superkonduktor.
Jika superkonduktiviti suhu bilik boleh dilaksanakan, aplikasi pada komputer kuantum, termasuk simulasi kuantum, pengoptimuman, pensampelan, kecerdasan buatan kuantum, dll., pasti akan mula mengubah dunia kita dalam masa terdekat pengeluaran dan gaya hidup.
Sebaik kejadian ini keluar, terdapat banyak keraguan juga kerana semua orang dalam kalangan tahu , Dias ialah bintang akademik "lama" dengan rekod jenayah yang berat.
Pada tahun 2014, hidrogen logam yang dihasilkannya mendapat pujian yang tinggi Namun, apabila orang ramai ingin menyemak hasil eksperimen, Dias mendakwa berlian yang digunakan untuk memelihara hidrogen logam itu telah rosak , tiada bukti kematian.
Dalam bidang superkonduktiviti suhu bilik, Dias membuat berita besar dua tahun lalu.
Pada 14 Oktober 2020, pasukan Dias menerbitkan artikel dalam Nature dan muncul di muka depan, mendakwa bahawa karbon Bahan baru yang terdiri daripada , sulfur dan hidrogen boleh mencapai superkonduktiviti suhu bilik, yang menyebabkan sensasi global.
Namun, selepas kertas itu diterbitkan, kontroversi berterusan. Malah rakan kongsi makmal Dias tidak dapat meniru keputusan percubaannya (mereka gagal enam kali).
Kontroversi terutamanya berkisar pada data pengukuran kerentanan magnet dalam artikel - lengkung selepas pemprosesan hingar terlalu lancar dan sempurna, manakala pasukan Dias melaporkan bahawa selepas mengeluarkan bunyi, lengkung asal ialah data yang diukur, tetapi data ini belum dikeluarkan.
Sebagai tindak balas kepada keraguan, Dias et al mengeluarkan data kerentanan magnetik asal pada arXiv pada tahun 2021, dan menerangkan kaedah mereka untuk menghapuskan isyarat hingar.
Walau bagaimanapun, pengkritik masih tidak membelinya, Brad Ramshaw, ahli fizik bahan kuantum di Cornell University, percaya bahawa "artikel ini mendedahkan lebih banyak masalah baharu daripada yang cuba diselesaikan, tanpa mengira prosesnya mendapatkan data adalah sangat legap."
Jorge Hirsch, seorang ahli fizik teori di Universiti California, San Diego, malah dengan keras menuduh Dias melakukan penipuan. Dia bukan sahaja menerbitkan kritikan terhadap arXiv , tetapi Aduan juga dibuat terus kepada Universiti Rochester.
Sebagai pemimpin dengan 35,000+ petikan dan indeks H 67, keraguan Hirsch adalah berasas. Dia melihat bahawa data di kawasan tertentu dalam kertas Dias sangat tidak berterusan, dan kecerunan lengkung adalah bertentangan dengan arah perubahan Ralat biasa seperti ini tidak normal.
Jadi Hirsch membezakan data, yang bersamaan dengan membuang "kekotoran", tetapi mendapat lengkung yang licin dan konduktif, yang bermaksud bahawa tiada ciri superkonduktor pada T=170K .
Beliau juga menegaskan bahawa data dalam kertas kerja Dias adalah serupa dengan kajian terdahulu, dan pengarang data tersebut telah pun mengakui bahawa terdapat masalah.
Dias menjawab bahawa Hirsch bukan ahli fizik tekanan tinggi dan kritikannya sangat berat sebelah.
Malah, Hirsch telah memberikan sumbangan besar kepada penyelidikan kuantum banyak badan. Beliau menyempurnakan algoritma Monte Carlo untuk penentu fermion dan telah mengkaji pelbagai eksperimen superkonduktiviti voltan tinggi dan teori BCS.
Hirsch dengan terus terang menyatakan bahawa terdapat "celah" dalam teori superkonduktor BCS, dan sejumlah besar ulama mencurah air ke dalam bidang ini
Beberapa makalah berikutnya yang diterbitkan oleh Hirsch yang mengkritik Dias telah dipadamkan, malah arXiv mengharamkannya selama 6 bulan. Adakah ini bermakna kemenangan buat Dias?
Artikel penyoalan Hirsch telah dipadamkan oleh Physica C
Tidak begitu!
Pada tahun 2022, keraguan mencapai kemuncak dengan penarikan balik kertas itu. Pada 26 September, editor Nature secara paksa mengalih keluar artikel muka depan walaupun terdapat tentangan kolektif pengarang.
Pada hari artikel itu ditarik balik, ruangan Berita Sains Insiden itu dilaporkan mempunyai "masalah serius" dengan kajian itu.
Alasan yang diberikan dalam notis penarikan balik menjawab keraguan sebelum ini, dengan menyatakan bahawa pasukan Dias "menggunakan bukan standard , program tersuai" untuk mengeluarkan bunyi daripada data percubaan yang ditunjukkan dalam dua angka, dan kaedah ini tidak memberikan penjelasan yang jelas dan boleh dipercayai.
Pengkritik gembira melihat keputusan penarikan balik malah Hirsch merasakan bahawa ini tidak mencukupi Masalah sebenar penipuan akademik belum ditangani.
Pasukan Dias jelas tidak yakin Ahli Pasukan Ashkan Salamat, seorang ahli fizik di Universiti Nevada, Dallas, berkata dia keliru dan kecewa dengan keputusan Nature kerana keputusan keputusan itu. penurunan rintangan semasa kajian tidak menjadi pusat perbahasan yang merupakan bahagian terpenting dalam mana-mana penemuan dalam bidang superkonduktiviti.
Bulan lepas mereka juga menerbitkan artikel baharu tentang arXiv, pengukuran semula data yang dipersoalkan. Walau bagaimanapun, keadaan suhu dan tekanan untuk kemunculan superkonduktiviti kali ini adalah 133Gpa dan 260K, yang berbeza daripada 267Gpa dan 288K yang dinyatakan dalam kajian terdahulu.
Menariknya, Mesyuarat APS Mac ini telah mengaturkan Jorge Hirsch dan Ranga P. Dias di tempat yang sama Mereka memberikan laporan di kedua-dua belah pihak.
Namun, jika keputusan eksperimen itu benar, ia akan menjadi kejayaan saintifik global terbesar tahun ini, dan Dias boleh juga Tempah Hadiah Nobel terlebih dahulu.
Dan model tenaga manusia juga akan berubah selama-lamanya.
Pada tahun 1900, ahli fizik British Baron Kelvin berkata bahawa bangunan fizik telah siap, dan yang tinggal hanyalah beberapa kerja kosmetik. Awan gelap pertama ialah teori gelombang cahaya, dan awan gelap kedua ialah teori penyamaan tenaga Maxwell-Boltzmann.
Ada juga yang mengatakan bahawa sesiapa yang boleh membangunkan superkonduktiviti suhu bilik akan menjadi orang ketiga dalam fizik selepas Newton dan Einstein.
Adakah Dias menanggalkan mahkota ini dan menyelesaikan awan gelap fizik ketiga? Mari kita tunggu dan lihat apa yang berlaku seterusnya.
Atas ialah kandungan terperinci AI meletupkan fizik! Adakah superkonduktiviti suhu bilik 21 darjah dijadualkan untuk Hadiah Nobel? Profesor Nature menarik balik manuskripnya tetapi menerima pelaburan daripada OpenAI. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!