屡遭撤稿,寻找“天使粒子”还有希望吗?

作者: 倪思洁, 韩扬眉

来源: 科学网

发布日期: 2022-11-21 09:05:43

手性马约拉纳费米子研究因数据问题再次被国际期刊撤稿,引发科学界对实验结果真实性的质疑。尽管遭遇撤稿,专家认为寻找马约拉纳费米子的研究仍具有重要意义,不应因个别事件影响整个领域的发展。

手性马约拉纳费米子(即“天使粒子”)研究又一次遭遇国际顶刊撤稿。北京时间11月18日凌晨3点,《科学》发布“编辑撤稿”声明,撤回了一篇关于“天使粒子”的论文。这也是该研究领域继2021年3月遭《自然》撤稿后的第二次被撤稿。

此次被撤回的论文发表于2017年7月21日。论文显示,研究人员在实验中观测到了“天使粒子”。撤稿声明中提到,“该论文刊发后,未能重现研究结果的读者,要求作者提供原始数据文件。随后,原始数据来源受到质疑。而且对原始数据和已公布数据的分析,揭示了其严重的违规行为和差异。这些问题导致《科学》杂志的编辑对论文结论失去信心,因此我们进行编辑撤稿。”

对此,论文的主要通讯作者、美国加州大学洛杉矶分校教授王康隆独家回应《中国科学报》,认为撤稿声明中的相关说法“毫无根据”。他表示:“我们所有的数据都是真实的。在论文发表5年后,我们还可以从UC Irvine(加州大学尔湾分校)服务器找到原来用于该论文的实验数据文件,其中有些文件是重复实验的数据。

此外,我们实验室新的研究人员也重复了论文实验结果;别的科学家采用我们提供的样品,也已经将实验结果重复出来,显示了我们2017年论文中的量化结果。我们坚持认为我们的论文具有科学价值,《科学》的编辑决定是没有根据且不公正的。”

对于此次撤稿,美国科学促进会《科学》新闻组副主任Matthew Wright给出了更多信息。他在回复《中国科学报》的邮件中写道:“《科学》杂志编辑部与多名专家协商后作出了这个决定,这些专家都签署了保密协议。经过仔细和详尽的审议,编辑们得出结论认为,作者没有对他们被要求提供的原始数据中不合规之处作出科学合理的解释。”

2017年的轰动:科学家找到“天使粒子”被撤回的论文题为《量子反常霍尔绝缘体-超导体结构中的手性马约拉纳费米子模式》,由王康隆课题组联合美国斯坦福大学教授张首晟课题组、上海科技大学寇煦丰课题组等多个团队共同完成,共有20位作者。论文刊发后,轰动全球物理学界。世间万物有阴就有阳,例如电子就有正负之分。

但在1937年,意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言,存在一种奇异的基本粒子,它没有反粒子,或者说它的反粒子就是它自己。这种粒子也因其预言者而得名。

接踵而来的争议:“天使粒子”信号或因短路造成与轰动接踵而来的是关于实验是否真正观测到了马约拉纳费米子的争议。面对各种质疑,作者公开了原始数据文件。但是,2020年1月2日,《科学》发表了一篇“反转”论文《量子反常霍尔-超导体器件中手性马约拉纳费米子模式缺乏证据》。论文中的实验结果显示,“1/2的台阶”不是由手性马约拉纳费米子诱发的,而是因为“短路”,“非马约拉纳机制也可以产生类似信号”。

寻找马约拉纳费米子还有希望吗?对于接二连三的撤稿和“编辑关注”,寻找马约拉纳费米子的研究是否会蒙上阴云?《中国科学报》对此采访了国内两位凝聚态物理领域专家——香港科技大学物理学教授戴希和上海交通大学李政道研究所讲席教授丁洪。戴希表示,这些年《自然》《科学》发表了很多有关马约拉纳费米子研究的报道,严谨地说,所有的研究都不是“发现了马约拉纳费米子”,而是“看到了马约拉纳费米子存在的迹象”。

实验看到的迹象可能是马约拉纳费米子造成的,也有可能是别的因素造成的。他认为,撤稿事件会影响到相关研究课题获取经费支持,但与此同时,挤掉一些学术泡沫对整个领域的长久发展是有利的。从长远看,论文被撤回相当于将一个错误信息指出来、摘除掉,这不是件坏事,因为错误信息的存在和误导才是学术界发展中真正的阴云。

“马约拉纳费米子相关问题仍是非常重要的研究课题,我们不应该因噎废食,不应该因为几篇文章出了问题,就质疑课题本身在科学上的重要性。”戴希本人对于马约拉纳费米子研究领域仍充满信心,“因为我们无论在材料制备,还是在器件设计上,都远远没有做到尽善尽美,可提高的余地还很大。”丁洪则表示,关于马约拉纳费米子真正的实验证据是很难找到的。

事实上,马约拉纳费米子的诸多性质与其他准粒子类似,实验上观察到的现象很相似,很容易导致“错误的信息”。此外,实验上也存在困难,包括实验制备、测量等,需要极端的条件,这使得实验重复起来并不容易。更重要的是,实验受外部环境和条件影响很大。在他看来,尽管屡遭撤稿,但寻找马约拉纳费米子依然很重要,必须要做。马约拉纳费米子的发现,其重要性不仅在于充实人类的知识宝库,更在于有望对拓扑量子计算机产生实际作用。

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