Nature: 室温超伝導体はなぜ持続できないのか?

世界中で白熱した議論を巻き起こしたLK-99論争が終結した後、ネイチャー誌の見出しに再び「室温超伝導」が取り上げられた。

超伝導への熱意は衰えていないものの、「室温超伝導」は何度も偽りであることが証明されているため、人々が警戒心を抱かずにいるのは難しい。

Nature 誌のこの記事では、研究者の実際の経験を基に、その理由を分析しています。

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この記事の元のタイトルは「なぜ室温超伝導は常に疑問視されるのか」であり、コメントのように見えます。

しかし実際には、この記事は「物語を語る」ものであり、主人公は米国ロチェスター大学の物理学者ランガ・ディアス氏である。

彼は3月に新たな「室温超伝導物質」の発見を発表し、アメリカ物理学会の会議を満員にした学者である。

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ディアス氏のチームが開発したと主張する材料は、ルテチウムイミド（LuNH）と呼ばれる水素化物であり、1GPaおよび21℃で「超伝導特性」を持つと言われている。

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LK99とは異なり、ディアスのLuNHに関する論文は発表後に広範囲にわたる疑念を引き起こした。

実験は再現できず、著者らは製品調製の詳細を明らかにすることを拒否し、ネイチャー誌も「データは疑わしい」との注釈を付け加えた。

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ディアス氏の論文が疑問視されたのは今回が初めてではない。同チームは以前にも水素化物「室温超伝導」材料を発表していたが、最終的には撤回されている。

「部分的な成功」を再現できたのは1チームのみ

前回の撤回経験により人々の疑念は深まったかもしれないが、それでも多くのチームがディアス氏の実験を再現しようと試みた。

しかし、結果はディアスが期待したものとはならず、これらの再現実験は基本的に失敗に終わった。

論文が発表されてから2か月後、南京大学の温海湖教授の研究グループは、LuNHは超伝導特性を示さないとする論文を発表しました。

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同時に、国内外の多くの大学や研究機関も、LuNHの「超伝導特性」に関する偽造防止活動を開始した。

しかし、ディアスの研究結果をうまく再現したと主張するチームもあるが、その証拠は十分ではないようだ。

イリノイ大学シカゴ校のヘムリーのチームが発表した論文では、LuNH の抵抗変化が約 3°C で観察されたことが示されました。

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しかし専門家は、抵抗の変化だけでは、LuNH が超伝導特性を持っていることを証明するには不十分であり、論文にはデータポイントが 4 つしかないことも指摘しています。

ドイツのマックス・プランク研究所の研究者であるアレクサンダー・ドロズドフ氏は、この結果は接触不良による可能性があるとさえ述べている。

ディアス氏は、実験を再現できなかった理由について、研究チームが「十分なサンプルを持っておらず、十分なテストを実施しなかった」と説明したが、実験計画やサンプル準備の詳細は明らかにしなかった。

実験が失敗しただけでなく、LuNH も理論的なレベルで疑問視されました。

ローマ・ラ・サピエンツァ大学の理論凝縮物質物理学者リリア・ボエリ氏はネイチャー誌に対し、一部の研究者がコンピューターシミュレーションを使用してLu、N、H原子のさまざまな配置をシミュレートしたが、室温超伝導の兆候は観察されなかったと語った。

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著者は学術スキャンダルに繰り返し関与している

論文の内容そのものに加え、ディアス氏の過去の学術上の不正行為の記録も、彼が疑われた重要な理由かもしれない。

サイエンス誌のウェブサイトによると、今年、ディアス氏はセントルイス・ワシントン大学のジェームズ・ハムリン氏の博士論文を盗用したとして告発された。

ディアスの論文のうち少なくとも6,300語（約21％）はハムリンの論文と同じであると報告されている。

これに対しディアス氏は、一部のコンテンツは確かに「出典が明確に示されていない」と述べたが、それ以上のコメントは控えた。

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ディアス氏は盗作やデータ改ざんを含む学術上の不正行為で告発された。

これには、2020年に発表されたディアス氏の「室温超伝導」に関する最初の論文（すでに撤回されている）も含まれる。

しかし、論文撤回後、ディアス氏が勤務していたロチェスター大学はこの問題を調査し、「こうした懸念を裏付ける証拠はなかった」と結論付けた。

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偶然にも、ディアスがフィジカル・レビュー・レターズ（PRL）に発表した別の論文も詐欺の疑いで調査された。

PRLは4人の独立した調査員にこの件の調査を依頼し、調査結果は「データの捏造/改ざんの疑惑を説得力を持って裏付けた」という。

ディアス氏自身を除く論文の著者全員が署名し、論文撤回に同意したが、ディアス氏は依然として結果に問題はないと主張した。

これらの学術スキャンダルが本当なのか、あるいはその背後に何か隠された物語があるのか​​は不明だが、確かなのは、科学者たちがディアスに関する研究に対してより慎重になっているということだ。

参考リンク:

[1] https://www.nature.com/articles/d41586-023-02733-z
[2] https://www.science.org/content/article/plagiarism-allegations-pursue-physicist-behind-stunning-superconductivity-claims