本周物理「1」——物理学界重磅？可惜室温超导的反响平淡

01目录：

室温超导

对学术不端行为的指控越来越多

分子轨道电子源

早餐麦片和泡泡泪奖

四壁有利，两壁对受限细胞不利

密度泛函模型令人兴奋

分析引力波天空

城市的公路几何形状如何演变

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02室温超导的反响平淡

March9,2023?Physics16,39

一个研究小组表示，他们已经造出一种材料，可以在接近环境的条件下实现超导。这是我们之前经常听到的一个世界性的课题，也是一个难题，甚至之前就有一篇Nature被退稿过。

直径大约为1mm的氢化镥样品

研究人员称当掺入氮气时，这种材料可以在室温和接近环境压力下实现超导。

“周二，当RangaDias在一次演讲中宣布他的团队已经制造出室温超导体时，没有人说一句话。”

尽管这是一项世界级的突破，但是在Dias做了演讲之后，人们并没有欢呼雀跃，相反只是问了一些技术性的问题。观众所表现出的犹豫不决让超导体是否真正被造出的问题更加扑朔迷离。

据悉，2020年Dias的团队在Nature中发表的文章就被指控学术不端而被撤回。尽管Dias的研究生HiranyaPasan称已经成功重现2020年的结果，但学界仍对其保持怀疑态度，因为迄今为止无人能够重复Dias的结果。

可见许多营销号将“超导体已经被造出”的结论吹上天是错误的、不切实际的。只有当真正有其他团队能够重复出Dias的结果时才能证明其真实性，部分学者就不看好这次的“室温超导”，认为“搞室温超导的普遍浮躁”。

让我们一起等待“超导”真相的到来。

本周波卡解除质押的DOT总量为 243.51 万枚:据 KingData 数据监控，本周（02月28日-03月06日）波卡解除质押的DOT总量为 243.51 万枚，解锁峰值在03月06日，解锁 136.79 万枚DOT。[2022/2/28 10:20:00]

原论文参见文献引用03对学术不端行为的指控越来越多

对！还是Dias。凝聚态物理学家RangaDias就曾被指控犯有学术不端行为，包括数据操纵和剽窃。

尽管我们知道Dias再次发表声称制造出了室温超导体，但其学术不端的行为使人们对其的怀疑盖过了他的新研究。

“如果纽约罗彻斯特大学的RangaDias和它的团队观察到室温、近环境压力超导性，他们的发现可能会跻身21实际最伟大的科学进步之列。”

超导体是一种能够让电子以零电阻传播的材料。模型表明，在巨大压力下氢气可以转变为一种金属，这种金属能够在数百开尔文的温度下实现超导。包括Dias和其哈佛博士后导师IsaacSilvera在内的机组研究人员声称已经在实验室中制造出了金属氢。15年德国一个团队报告了硫化氢在203K、155GPa下的超导性。四年后关于超导氢化镧的报道紧随其后，似乎第一个室温超导体触手可及。

2020年10月14日，Dias及其同事在Nature上宣布，他们发现含氢材料碳硫氢化物在287K、276GPa下具有超导性，但加州大学圣地亚哥分校的凝聚态理论家JorgeHirsch对此不以为然，甚至发现了Dias论文中磁化率数据的问题，而这个在低温下斜率急剧上升的奇怪现象只是众多问题中的第一个。同时Dias拒绝提供CSH数据文件，直到论文被撤后才公布了完整的磁化率测量数据集，但其仍然有问题。

如果说数据有可能是真的，那么论文剽窃就无法原谅。Hamlin发现Dias13年的论文与自己07年的博士论文中有相似段落，检测结果令人大吃一惊。“PhysicsMagazine独立比较了这两篇论文，发现了数十个逐字匹配的段落和两个具有惊人相似性的图形。”

众所周知学术不端行为是学界一直反对的行为，那是一种对他人学术成果的窃取和对学术的不负责任的行为，国内外皆有之，对于当代学者来说不论我们是否能够写出足够“创新”的文章，也不要出现学术不端行为，为科研铺垫一条康庄大道。

Composable Finance：150万枚INST代币将于本周分发:10月25日消息，流动性基础设施协议Composable Finance发推称，第二周的INST奖励已经在strateges.composable.finance上发放。不久后，Instrumental Finance（Composable Finance孵化项目）将向社区发布一些更新。150万枚INST代币将于本周分发。官方表示，未来还将推出几个类似的计划。[2021/10/25 20:55:38]

04分子轨道电子源

Author：AlirezaNojeh

March8,2023?Physics16,35

钨针尖上单个C60分子的分子轨道可用于塑造电子的发射模式。

“最终的微型电子设备可能是以亚纳米和亚飞秒精度操纵单个电子的设备。在过去的几十年里，超快电子过程的控制取得了巨大进步，包括在真空纳米电子学的背景下，电子通过真空从纳米级发射器移动到目标电极。如今，日本科学技术厅的HirofumiYanagisawa及其同事通过使用单个分子的轨道来塑造其电子发射，朝着优化空间控制迈出了重要一步。该方法提供了构建高度可控电子发射器的前景，但也进一步加深了我们对分子轨道在固体电子结构中的作用的理解。”

“研究人员在钨尖上创建了一层C60分子。在强电场下，单个C60分子从层中突出并发射电子，这些电子起源于下面的钨库。投射到荧光屏上，发射模式显示结构——例如，一个点、一个环、一个十字或一个“双叶”模式——密切反映了C60的未占据分子轨道的空间对称性，电子通过他们的路线发射。研究人员根据密度泛函理论(DFT)计算重现了这些模式。”

相关“2006年通过纳米级金属尖端发射对飞秒电子脉冲进行严格空间控制的演示”、“源自分子结构和纳米结构的电子发射模式包括对应于纳米管和纳米线尖端结构的图案演化”的论文已列举在后文。

05早餐麦片和泡泡泪奖

March13,2023?Physics16,37

第二届年度“软物质物理画廊”在今年的APS三月会议上提供了香蕉、麦片、果酱和其他美食，作为充满科学气息的自助餐的一部分。

以太坊工程师：Uniswap的V3版本可能在本周六发布:以太坊工程师Anthon Sassano 发推称Uniswap的V3版本可能在本周六发布。[2021/3/23 19:10:21]

香蕉状胶体(左)精细干燥沉淀物(右)

“如果我的早餐麦片是磁性的呢？”——丹尼尔·哈里斯在试图理解自组织过程时，他和他的同事研究了磁力如何影响“Cheerios效应”。

"Cheerioseffect"指的是两个浮在液体表面上的物体之间发生的相互吸引的力，导致它们最终聚集在一起的现象。这个现象被命名为Cheerios效应，是因为像Cheerios早餐麦片这样的小物体在牛奶中聚集在一起，形成了类似于团块的形状。

布朗大学的DanielHarris及其同事展示了一种磁性技术，使他们能够研究厘米大小的物体之间的毛细管吸引力，而无需将它们直接连接到测量传感器。该团队测量了两个硬币大小的3D打印塑料圆盘之间的毛细吸引力，其中一个包含永磁体。他们将磁盘并排漂浮在水面上，水面周围环绕着两个电流线圈。这些线圈在整个浴槽中产生磁场梯度，从而拉动含磁体的磁盘。当磁力超过毛细管吸引力时，这种拉力会导致磁盘分开。然后，他们推导出了一个比例定律：物体之间的吸引力与其质量的平方成正比。

同时，创造异常长寿的气泡仍然是吸引物理学家的一个目标。来自麻省理工学院(MIT)的SaurabhNath和他的同事利用马兰戈尼效应延长了气泡的寿命。是一种液体表面张力梯度引起的现象，它描述了当液体的表面张力在不同区域存在差异时，液体在这些区域中的流动行为。

“该团队将空气注入硅油中，观察气泡的形成和破裂。当油浴温度为27°C时，气泡几乎一产生就消失了。但当油温升至68°C时，气泡停留的时间会更长。Nath和他的同事使用红外相机观察这个过程，发现在温度较高的油中，气泡顶部和底部之间形成了明显的温度梯度。由于顶部较冷的油的表面张力更强，这种温度梯度导致向上的马兰戈尼流，这与通常会排出气泡并导致气泡破裂的重力诱导流相反。”

06四壁有利，两壁对受限细胞不利

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如果细胞受到周围环境的限制，分裂细胞中染色体的分离可能会被破坏。

癌细胞的异常特征之一是在细胞分裂时无法正确分配染色体。研究人员现已发现，染色体分布机制的一个特定问题在局限在浅微通道内的癌细胞中可能变得更加普遍——而且令人惊讶的是，增加物理约束可以抑制这些错误。这种限制模拟了肿瘤周围细胞拥挤的影响，研究人员认为，这些结果可能有助于解释癌症中出现的问题，并可能为如何纠正它提供线索。

07密度泛函模型令人兴奋

March8,2023?Physics16,s29

一种用于近似系统基态的古老策略现已扩展以适应其激发态。

密度泛函理论是一种用于计算物质基态电子结构的理论方法。它是在量子力学的框架下发展起来的，以电荷密度作为基本变量，而不是用电子波函数来描述系统的状态。

密度泛函理论(DFT)的名称和实用性归功于其核心观点：势对相互作用电子系统的影响可以用电子密度来表示。现有模型将DFT限制为基态并排除激发态。如今澳大利亚格里菲斯大学的蒂姆古尔德和他的合作者已经找到了克服限制的方法。

DFT的核心是交换相关模型，在DFT中，通过引入一个有效的交换-相关泛函来考虑电子之间的相互作用。这个泛函的形式通常是未知的，但可以通过实验和计算的数据来进行验证和修正。因此，DFT可以用于研究非常大的系统，比如复杂的分子或晶体，而且计算速度也相对较快。

“该理论的一种推广，称为系综DFT，可以处理激发态。Gould和他的合作者发现，当电子密度足够低时，模型计算的复杂情况就会消失，并且处理激发态的模型会恢复到与用于常规DFT的模型一样简单。对于另一个极端——当电子密度高时——复杂化被简化到可以获得精确解的程度。”

OK资本行业报告：本周全球公募21个，募资1.6亿美元:本周全球区块链市场热度持续上涨，市值 Top5 币种中 EOS、BCH 涨势突出。4月23日至4月29日，全球加密货币日均市值为4081亿美元，日均交易量为278.2亿美元，分别较上周提升17.8%和41.6%，市场在波动中继续回暖。此外，据不完全统计，本周内全球截止公募的项目共21个，完成募资1.6亿美元。其中，支付类项目数量最多，医疗保健和支付类项目融资额排名靠前。下周即将开始公募的项目主要集中于数据服务、资管及交易平台等领域。[2018/5/3]

08分析引力波天空

March7,2023?Physics16,s26

天基观测站将同时检测许多不同类型来源的引力波，因此需要采用全球方法来处理数据。

计划于2037年发射的激光干涉仪空间天线(LISA)将对来自比当前探测器更多类型来源的引力波敏感。

LISA的三个组成航天器将以三角形编队在绕太阳的轨道上跟踪地球，每个航天器与其他两个航天器相距250万公里。通过将激光相互对准，航天器将充当一个巨大的三臂干涉仪，用于检测引力波。

09城市的公路几何形状如何演变

March7,2023?Physics16,34

研究人员已经确定了城市建设城市高速公路和环城公路的交通门槛，这可以帮助城市管理者完善基础设施计划。

根据一种新模型，在1960年代，当通勤者人数超过10,000人时，城市就修建了高速公路。

大多数国家的一些大城市都被环形公路环绕或被高速公路横跨，以缓解市中心的交通。如今，研究人员已经确定了这些结构中的每一个往往会出现的交通阈值。

研究发现如果通勤者的数量超过10,000，通常会出现高速公路，如果通勤者的数量超过100,000，就会建造环城公路。

环城公路的存在与否会对财政收入、医疗、上学等造成不同程度的影响，尽管修建环城公路会有财政支出，但对市中心交通压力和通勤时间的缓解所获得的利益可以弥补支出，或能创造更高的经济价值。

研究人员认为应当参考相应的演变模型和实际案例来实施道路规划计划，以获得更加完善的方法，因为有些时候拆除道路的收益将会超过通勤时间增加造成的成本。

城市规划应当更加科学完善。

10文献引用

N.Dasenbrock-Gammonetal.,“Evidenceofnear-ambientsuperconductivityinaN-dopedlutetiumhydride,”Nature615,244(2023).

N.W.Ashcroft,“Metallichydrogen:Ahigh-temperaturesuperconductor?”Phys.Rev.Lett.21,1748(1968).

I.F.SilveraandR.Dias,“Metallichydrogen,”J.Phys.:Condens.Matter30,254003(2018).

A.P.Drozdovetal.,“Conventionalsuperconductivityat203kelvinathighpressuresinthesulfurhydridesystem,”Nature525,73(2015).

A.P.Drozdovetal.,“Superconductivityat250Kinlanthanumhydrideunderhighpressures,”Nature569,528(2019);M.Somayazuluetal.,“Evidenceforsuperconductivityabove260Kinlanthanumsuperhydrideatmegabarpressures,”Phys.Rev.Lett.122,027001(2019).

E.Snideretal.,“RETRACTEDARTICLE:Room-temperaturesuperconductivityinacarbonaceoussulfurhydride,”Nature586,373(2020).

R.P.DiasandA.Salamat,“Standardsuperconductivityincarbonaceoussulfurhydride,”(2021)arXiv:2111.15017v2.

H.Yanagisawaetal.,“Light-inducedsubnanometricmodulationofasingle-moleculeelectronsource,”Phys.Rev.Lett.130,106204(2023).

P.Hommelhoffetal.,“Fieldemissiontipasananometersourceoffreeelectronfemtosecondpulses,”Phys.Rev.Lett.96,077401(2006).

R.Pazoureketal.,“Attosecondchronoscopyofphotoemission,”Rev.Mod.Phys.87,765(2015).

G.G.Brownetal.,“Characterizingmultielectrondynamicsduringrecollision,”(2020)arXiv:2010.06165.

Y.Daietal.,“Ultrafastnanofemtophotoemissionelectronmicroscopyofvectorialplasmonicfields,”MRSBull.46,738(2021).

H.Y.Kimetal.,“Attosecondfieldemission,”Nature613,662(2023).

S.Meieretal.,“Few-electroncorrelationsafterultrafastphotoemissionfromnanometricneedletips,”(2022)arXiv:2209.11806.

F.J.GarcíadeAbajoandC.Ropers,“Spatiotemporalelectron-beamfocusingthroughparallelinteractionswithshapedopticalfields,”(2023)arXiv:2302.05969.

K.Hataetal.,“Fieldemissionmicroscopyofadsorptionanddesorptionofresidualgasmoleculesonacarbonnanotubetip,”Surf.Sci.490,296(2001).

Y.Sunetal.,“Polymethylmethacrylatethin-film-basedfieldemissionmicroscope,”IEEETrans.Nanotechnol.11,441(2012).

M.Marchandetal.,“Growingacarbonnanotubeatombyatom:“Andyetitdoesturn”,”NanoLett.9,2961(2009).

L.Chengetal.,“Appropriatemechanicalconfinementinhibitsmultipolarcelldivisionviapole-cortexinteraction,”Phys.Rev.X13,011036(2023).

T.Gouldetal.,“Electronicexcitedstatesinextremelimitsviaensembledensityfunctionals,”Phys.Rev.Lett.130,106401(2023).

E.TaillanterandM.Barthelemy,“Evolutionofroadinfrastructureinlargeurbanareas,”Phys.Rev.E107,034304(2023).

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