On the Author Correction to "Magnetic flux trapping in hydrogen-rich high-temperature superconductors", Nat Phys. 19, 1293 (2023), arXiv:2206.14108

本评论文章驳斥了硫化氢（H$_3$S）通过磁通钉扎实现高温超导性的主张，指出用于生成支持性时变磁矩数据的实验方案无效，并论证替代方案表明原始涡旋钉扎证据缺乏依据。

要点

想象一个科学侦探故事：一位研究人员正在核查一个著名团队的成果，该团队声称发现了一种“超强”材料。

原始主张
一组科学家（Minkov 及其同事）发表了一篇论文，声称他们找到了一种方法，可以将磁场囚禁在一种名为硫化氢（$H_3S$）的材料内部，且该材料处于高压环境下。他们表示，这种材料表现得像一种“超导体”（一种电阻为零的材料），并且能在极高的温度下工作。

他们的主要证据是一张图表，显示了材料内部磁场随时间的变化。他们辩称，磁场正在缓慢地“蠕动”或泄漏出去，这是超导体预期会出现的行为。他们说：“看，磁场的变化完全符合我们的预测！”

侦探的批判
本文作者 N. Zen 扮演了侦探的角色。他说：“且慢。你们的测量方式存在缺陷，你们的结论也站不住脚。”

以下是他运用简单类比对其论点的拆解：

1. “秒表”问题（延迟）

要观察磁场是否正在缓慢泄漏（蠕动），你必须在关闭外部磁铁之后才开始启动秒表。

• 缺陷：原始团队在启动秒表之前等待了非常长的时间（38 小时）。
• 类比：想象你试图证明一杯热咖啡正在冷却。但你等了 38 个小时才去看温度计。当你开始观察时，咖啡可能已经凉了，或者变化微小到无法察觉。你错过了故事中最有趣的部分。
• 标准：Zen 查阅了数百项其他成功的已知超导体实验。他发现，科学家们通常会更早地启动他们的“秒表”。原始团队的方法就像使用了一个设定为延迟 38 小时才启动的秒表，这使得他们的数据对于证明他们所声称的特定现象毫无用处。

2. “错误剧本”问题

原始团队试图为他们长达 38 小时的延迟辩护，声称：“我们遵循了其他科学家使用的标准协议。”

• 缺陷：Zen 指出，他们所引用的“标准协议”是在原始团队完成实验之后才发表的。
• 类比：这就像一位厨师说：“我遵循了一本直到明年才出版的食谱中的做法。”这在逻辑上是不可能的。你无法遵循一个尚不存在的规则。

3. “放大”照片问题

原始团队展示了一张图表（图 4c），看起来像一条直线，表明磁场是稳定的或衰减得非常缓慢。

• 缺陷：Zen 辩称，他们只展示了数据中一个微小的、被放大的切片。
• 类比：想象一部汽车下坡行驶的电影。原始团队只给你看了其中一帧画面，在这帧画面里，汽车看起来像是停住了。Zen 说：“如果你拉远镜头，展示整部电影（更长的时间尺度），你可能会看到汽车实际上正在加速，或者数据太短，根本无法判断发生了什么。”
• 结果：当 Zen 用正确的“缩放级别”（更长的时间尺度）重新绘制数据时，支持“磁场蠕动”的证据消失了。数据太短，不足以证明任何事情。

4. 缺失的“铁证”

Zen 指出，一种材料要成为真正的超导体，必须展示出两件事：

1. 迈斯纳效应：它应该排斥磁场（就像磁铁排斥另一块磁铁）。
2. 磁滞现象：它应该以特定且可重复的方式囚禁磁场。

原始团队从未成功展示硫化氢具备这两点。他们只展示了电阻降至零。Zen 辩称，仅凭零电阻不足以作为证据；这可能是金属和绝缘体的混合物表现异常，而非真正的超导体。

结论

Zen 得出结论，基于所提供的证据，硫化氢是一种高温超导体的主张是无效的。

• 测量方法时间太短，且开始得太晚。
• 数据实际上并未显示出他们所声称的“蠕动”行为。
• 如果没有“迈斯纳效应”（排斥磁铁）的证明，关于超导性的主张仍未得到证实。

简而言之：这篇论文认为，这种“超强”材料的“证据”就像一张模糊且不完整的照片。当你用正确的工具审视全貌时，证据根本不存在。

技术摘要

技术摘要：关于“富氢高温超导体中的磁通捕获”的评论

问题陈述
本评论针对 Minkov 等人在《自然·物理》（2023 年）发表及其随后（2025 年）发布的作者更正中所提出的实验证据的有效性，这些证据声称在高压下的富氢高温超导体（特别是硫化氢 H$_3$S）中观察到了磁通捕获和涡旋的热激活运动（TAMV）。原始主张依赖于在 165 K、180 K 和 185 K 下测量的随时间变化的磁矩数据（磁通蠕动）。作者认为，收集这些数据所采用的实验方案存在根本性缺陷，且不适用于高压 H$_3$S 的条件，因此得出 H$_3$S 捕获磁通的结论是无效的。此外，该评论指出，作者更正中包含的基于某方案（Guven 等人，2024 年）的辩护存在事实上的不一致，因为该方案是在原始实验进行一年多之后才发表的。

方法论
作者采用了比较统计分析和对实验时间线及标度参数的重新评估：

1. 方案分析：评论审查了“延迟时间”（$t_{delay}$），定义为关闭外磁场与开始测量之间的时间间隔。作者引入了一个“测量周期指数”（$p$），定义为 $p \equiv \log(t_{end}/t_{delay})$，其中 $t_{end}$ 是测量的结束时间。该指数量化了相对于延迟时间所观察到的现象持续时间。
2. 统计基准测试：利用 Yeshurun 等人（1996 年）的综述文章及其引用的 546 个实验数据点，作者从已建立的磁通蠕动实验中构建了 $t_{delay}$ 和 $p$ 值的分布。发现这些已建立研究的 $p$ 值中位数为 2.0。
3. Minkov 等人数据的重新评估：作者计算了 Minkov 等人报告的数据（165 K、180 K 和 185 K）的 $p$ 值。这些值显著低于已建立研究的中位数（分别为 0.38、<0.1 和 <0.1），甚至低于 Minkov 等人声称遵循的 Guven 等人（2024 年）方案中使用的 $p \approx 0.78$。
4. 标度与可视化：作者使用实现 $p$ 值为 2.0（有效 TAMV 主张的基准）所需的时间尺度重新绘制了 Minkov 等人的数据。这涉及将 165 K 数据的观测窗口扩展至 $1368 \times 10^4$ 秒，而更高温度下的数据则需要更长的时间。
5. 背景验证：论文交叉引用了所引用方案的存在性与提交及发表日期，以突出作者更正中的时间顺序不一致性。

主要贡献与结果

• 方案无效性：该研究表明，Minkov 等人使用的 $p$ 值不足以声称观察到了磁通蠕动。所提供的数据仅覆盖了区分无衰减行为与对数衰减所需时间尺度的微不足道的一小部分。
• 时间顺序不一致：评论指出，作者更正中引用的方案（Guven 等人，2024 年）在 Minkov 等人提交其作品时（2022 年 9 月）并不存在，这削弱了他们声称遵循了既定的“应用超导”方案的论断。
• 重绘数据：当将 Minkov 等人的数据按比例调整至适当的 $p=2$ 边界时，生成的图表（图 2b）显示没有足够的数据点来主张 TAMV。关于证明磁通捕获所需的长期衰减，数据基本上是“空白”的。
• 缺乏支持证据：作者重申，H$_3$S 尚未表现出迈斯纳效应（磁场排斥）或可重复的磁滞回线，而这些是通过磁证据主张超导性的先决条件。仅依赖零电阻电数据被认为是不够的，因为它可以通过半导体相和金属相的不均匀颗粒混合物来模拟。

意义与主张
论文得出结论：Minkov 等人关于 H$_3$S 表现出磁通捕获且是一种高温超导体的主张，缺乏所呈现的磁数据支持。作者断言：

• 参考文献 [1, 2] 中的随时间变化的磁矩数据仅代表被拉伸以看似整体的电影的“单一场景”，未能捕捉到必要的长期动态。
• 如果没有对 TAMV 或迈斯纳效应的有效观察，基于当前的磁证据，“氢化物超导”的基态不能被视作超导态。
• 观察到的现象最可能的情景是相的不均匀颗粒混合物，而非真正的超导态。
• 该研究提醒人们，科学真理必须建立在测量事实和严谨方案之上，而非乐观的理论计算或过早的结论。

作者明确表示，虽然不容忍任何数据操纵，但目前关于氢化物超导性的证据是过早的，需要进行更客观和细致的审查，特别是考虑到最近关于金属氢转变温度较低的理论研究。