صمت مدوي بعد مزاعم العثور على موصل في درجة حرارة الغرفة

هل تم اكتشاف موصل لدرجة حرارة الغرفة أخيرًا؟ مشكوك فيه جدا يشك المجتمع العلمي في مصداقية النتائج والسبب في ذلك واضح، فالباحث الذي وقع على الكشف ادعى ذلك في الماضي واعترض عليه زملاؤه مدعيين وجود أخطاء في التجربة.

يوم الثلاثاء الماضي، عندما أعلن رانجا دياس، عالم الفيزياء من جامعة روتشستر، أنه وفريقه نجحوا في هندسة مادة على موصل في درجة حرارة الغرفة، لم يستجب أي شخص. وفي المؤتمر الأمريكي للفيزيائيين الذي عقد في لاس فيغاس، ادعى دياس أنه لمس الكأس المقدسة التي تم الحديث عنها منذ قرن من الزمان: وهي مادة تقوم بتوصيل الإلكترونات دون مقاومة كهربائية في درجة حرارة الغرفة.

لسنوات عديدة، تخيل الفيزيائيون المزايا التكنولوجية التي يمكن أن تنشأ من مثل هذا الموصل. وفي المؤتمر الأخير للفيزيائيين، قام دياس بتفصيل بعض منها، ومن بين أمور أخرى ذكر مجموعات الموصلات الفائقة في تقنيات الاندماج النووي ووسائل النقل، والتي تم استخدامها جزئيًا بالفعل، لكن وظيفتها تتطلب التجميد إلى درجة حرارة أقل من 5 كلفن (حوالي -268 درجة مئوية). وعندما سأل دياس الجمهور "هل تعرفون فيلم العودة إلى المستقبل؟" الذي تطفو فيه الشخصية الرئيسية على لوح التزلج، لم يجب أحد، ربما من الخجل، وربما من الصدمة، ولكن بعد صمت مدو، قال بحماس: "هذه أشياء يمكن أن تكون واقعية."

خلال محاضرته ومحاضرة شركائه في البحث، كشف دياس ومجموعته عن تفاصيل حول تركيب المادة، وعملية الاكتشاف، والاختبارات التي أجريت على التركيب الكيميائي للمادة، وبنيتها، وخواصها الضوئية والكهربائية، مما دفع الباحثين إلى استنتاج أن المادة تتصرف بالفعل كموصل. قال دياس لمجلة الفيزياء: "في الفصل الخاص بالطرق التجريبية، شرحنا كيف قمنا بذلك، وإذا كان أي شخص مهتمًا بتلقي عينات من المواد، فنحن منفتحون للمناقشة والتعاون".

المادة الموجودة في قلب المناقشة عبارة عن تركيبة فريدة من النيتروجين واللوتيتيوم والهيدروجين واسمها الأجنبي يختصر NLH. وكما كشف دياس في الصور التي التقطها زملاؤه، في درجة حرارة الغرفة، تبدو المادة زرقاء وتتصرف مثل المعدن العادي. من ناحية أخرى، عند ضغط قدره 1 جيجا باسكال، تتحول المادة إلى اللون الوردي ولسبب غير واضح تمامًا، فإنها تتصرف كموصل فائق. وإذا زاد الضغط أكثر، يتغير لون المادة إلى اللون الأحمر وتعود إلى التصرف مثل المعدن العادي. وأظهر الباحثون أنه في نطاق الضغط الصحيح، تنخفض مقاومة المادة إلى الصفر وتتغير موصليتها الحرارية بشكل حاد. ونشرت جميع النتائج المذكورة في مجلة الطبيعة الشهيرة.

تنتمي مادة دياس إلى عائلة المواد الغنية بالهيدروجين والتي كان من المتوقع سابقًا أن تعمل كموصلات فائقة في ظل ظروف معينة. في الماضي، أظهر العلماء أن المواد الغنية بالهيدروجين الممزوجة بالكبريت أو اللانثانوم تتصرف كموصلات فائقة، عند حوالي 203 كلفن، و250 كلفن (وأدناه، حوالي 70 تحت الصفر، و20 تحت الصفر في درجة مئوية) على التوالي. لكي تتصرف المادة كموصل فائق في درجات الحرارة المرتفعة (نسبيًا)، يجب أن تكون تحت ضغط هائل، أقوى من الضغط الذي نشعر به في قاع المحيطات، حوالي 155 جيجا باسكال أو 170 جيجا باسكال، على التوالي. وللمقارنة فإن الضغط الجوي يبلغ حوالي مائة ألف باسكال، مما يعني أنه من الضروري ممارسة ضغط على المادة أكبر بمليون مرة من الضغط الذي يمارسه علينا الغلاف الجوي. في المقابل، لكي تكون مادة دياس على موصل، يلزم تبريدها إلى درجة حرارة 294 درجة (حوالي 21 درجة مئوية) وتطبيق 1 جيجا باسكال عليها، أي عشرة آلاف ضعف الضغط الجوي. وللمقارنة، فإن هذا الضغط أقل بعشر مرات من الضغط المطبق على ذرات الكربون في مختبرات إنتاج الماس الاصطناعي.

لو أعلن شخص ما شيئاً كهذا، لتوقعت أن تنهال عليه الأسئلة والشكوك، لكن هذه المرة أعرب الجمهور عن تردده وكان الصمت مدوياً. قليل من الناس طرحوا أسئلة فنية بأدب، مثل كيفية تمكنهم من زيادة تركيز النيتروجين في المادة. ولم تكن هناك صيحات فرح أو حماسة أو تصفيق، والسبب واضح. لقد سمع الجمهور عن ذلك من قبل، وأصيب بخيبة أمل.

في عام 2020، نشر دياس ومعاونوه ورقة بحثية في مجلة Nature أعلنوا فيها عن موصل فائق عند درجة حرارة أقل قليلاً، وعند ضغط أكبر بـ 267 مرة من NLH. وأبدى العلماء في جميع أنحاء العالم حماسة كبيرة وغطت وسائل الإعلام الشعبية الموضوع على نطاق واسع ولكن بعد عامين وجد المجتمع العلمي أخطاء ومشاكل في تجربة دياس. وبطبيعة الحال، رفض دياس هذه الادعاءات، بل وأكد أنه كان قادرًا على إعادة إنتاج نتائج تلك التجربة، لكن المجتمع لا يزال متشككًا، وذلك لسبب وجيه. لم تنجح أي مجموعة في العالم غير مجموعة دياس في إعادة إنتاج نتائج التجربة بنجاح. وأعرب بعض الباحثين عن قلقهم البالغ من أن البيانات قد تم التحقق منها بعناية لتتناسب مع توقعات دياس وأن التأكيد كان متحيزا. وفي المحادثات التي أجريت مع الباحثين لمجلة الجمعية الفيزيائية الأمريكية - مجلة الفيزياء، قيل أن التركيب الكيميائي لل لا تزال المواد التي تم إنشاؤها في مختبر دياس غير واضحة. في نهاية المطاف، يريد الباحثون تجميع المواد على موصل في درجة حرارة الغرفة وعند ضغوط أقل بكثير من NLH، لكن النتائج غير العادية تتطلب أدلة غير عادية، ولم يتم تقديمها بعد إلى المجتمع، كما تدعي.

هل لديك سؤال أو موضوع تود أن أكتب عنه؟ اتصل بي على noamphysics@gmail.com

إلى المقال الأصلي

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم: