如何評價科學家「又」發現金屬氫？
從arXiv的這篇文章[1]來看，作者用自己新開發的環形金剛石對頂砧技術[2]，獲得了超過400 GPa的高壓，他們發現在80 K的低溫和425 GPa的壓強下，氫通過一級相變轉變成了金屬態。不過撤掉高壓後，金屬氫又變回了非金屬態。
文中用紅外吸收譜來表徵氫的金屬化轉變。非金屬態的氫對低波數紅外光應該是半透明的，透明度隨著壓強的增大線性降低。但加壓到425 GPa左右時，氫突然變得完全不透明了，意味著氫這時候變成了禁帶寬度為0的金屬導體。這種通過紅外吸收譜來標定氫金屬化轉變的手段，比起哈佛那邊直接瞅一瞅有沒有金屬光澤的方法顯然靠譜不少。
這項研究目前還只是掛在arXiv上，不算正式發表。不過文章的幾個作者可都是高壓物理領域金字塔頂端的大佬，早在2002年他們就把氫懟到了320GPa[3]。連我這個外行都聽過他們的大名，所以這篇文章還是有一定可信度的。看這篇arXiv論文的排版格式，估計是投到Nature那邊去了。
值得一提的是，17年哈佛那篇金屬氫的Science剛發出來沒多久，Nature就很不客氣的發了篇新聞comment了哈佛的文章[4]，其中就引用了這篇arXiv論文第一作者 Paul Loubeyre 的話：
I dont think the paper is convincing at all
譯：我信你個鬼，你們哈佛的人壞的很
Paul Loubeyre自己也寫了篇comment，現在還掛在arXiv上[5]。
再後來的事情大家也聽說了，哈佛那幫人「很不巧」的把金屬氫樣本弄壞了，不禁給人一種毀屍滅跡的感覺。再加上這下Paul Loubeyre發文說壓出了金屬氫，這臉打得可不是一般的疼。
不過這畢竟不是正式文章，還得看同行評價怎麼樣才行，現在說這些也有點早，讓子彈再飛一會吧。
參考
- ^Observation of a first order phase transition to metal hydrogen near 425 GPa https://arxiv.org/abs/1906.05634
- ^ Toroidal diamond anvil cell for detailed measurements under extreme static pressures https://www.nature.com/articles/s41467-018-05294-2.pdf?origin=ppub
- ^Optical studies of solid hydrogen to 320?GPa and evidence for black hydrogen https://www.nature.com/articles/416613a
- ^Physicists doubt bold report of metallic hydrogen https://www.nature.com/news/physicists-doubt-bold-report-of-metallic-hydrogen-1.21379
- ^Comment on: Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen https://arxiv.org/abs/1702.07192
如何評價當然要請老冤家來評價啦，外人只是看一看發現實驗結果好漂亮啊和預計的符合得真好，內行才懂得這個領域有多少彎彎繞繞。好久沒刷arxiv了，看到1907.03198這篇文章簡直笑死。
The paper is much ado about nothing.
They fail to acknowledge that MH has already been made at a pressure of 495 GPa, and categorize this with claims that have been established as controversial [6,7], evidently to 「muddy」 the waters.
語氣極度不友善，建議禁言@arxiv小管家。
至於具體怎麼評價我就簡單說說，大概就是你看到的我們早就看到類似的現象了，不要總想搞個大新聞，我們的495GPa才是真的金屬氫，你壓強標的不對etc。然後很好心地幫忙找了一下可能存在的問題，比如你樣品有雜質，你光學方法測的有問題【樣品有雜質or不均勻這種指責在凝聚態物理里真的是蝦仁豬心】。
看完之後感想就是還是能撕逼撕起來的領域有意思啊，雖然平時沒人關注但也經常能吃到瓜，不像某些領域大家一團和氣甚至互相默契得很，導致總是有一些突破下限的文章出現（逃ε=ε=ε=┏(゜ロ゜;)┛
早上爬起來看了arxiv的文章班門弄斧一下自己的想法。
先說結論，我的理解是這個工作更好的「重複」了之前的實驗。
首先沒覺得是打臉啊...哈佛組（說實話我沒明白為什麼大家這麼喜歡帶上學校名字，工作不是研究組的事嗎...但為了簡化我也沿用這個說法了）之前的pub的確是有些過度claim結果了，大部分人都還是持觀望態度的，但是既然看到了可能的跡象我覺得發出來是沒問題的。不管是不是可靠，至少給其他組心裡一個底，有了重複這個結果的心理預期。
說說數據。作為外行來看，新的工作的改進之處在於對高壓區壓力的標定，這主要是來自紅外的數據。隨著壓力的升高可以看到紅外區的透射率有一個顯著的下降，文章將之歸為金屬氫的形成和bandgap的關閉。回頭看哈佛組的工作，他們在文章里很明白的說明了：
「 For fear of diamond failure due to laser illumination and possible heating of the black sample, we only measured the Raman active phonon at the very highest pressure of the experiment (495 GPa) after the sample transformed to metallic hydrogen and reflectance measurements had been made. 」
所以說壓力標定很粗糙，「金屬氫」下只有反射率數據和照片。但是也無可厚非，在從0到1的時候，先把壓力加上去才是第一要務，不能因為為了追求實驗的完美就卡住進程。既然有別的組實現了更好的結果，難道不是應該更應該說明第一次的結果可能是對的嗎？我覺得拿樣品掛了說事的都不知道高壓實驗多難（好的我也不知道（但真正做實驗的誰沒掛過樣品））。在懷疑紅外可能炸diamond的情況下就說明到這個高壓已經很勉強了，系統不穩定掛了是挺正常的事吧。
加點私貨。去年參觀過Silvera的實驗室，感覺是個沉迷科研的老教授，組裡學生不多，聽起來是自己下實驗室每天幹活的...實驗室給人感覺比較舊，估計是在金屬氫這個field懟了很久。當時他是有做電測量的想法，可能是有高壓下加電極的解決方案了吧。我覺得最多就是太急於搞個大新聞了，應該是不會有數據造假的情況。這種「高危」方向很可能懟好多年沒結果的，我覺得還是對不成熟的結果寬容一點XD。
最後抖個機靈。為啥看不起手機拍的照，這可是光學設備，說得好聽一點也是可見光波段的detector，可以測可見光波段的reflectivity的（誤
從實驗的角度來看，這篇arXiv paper堪稱完美。data乾淨也很直接支持結論，instrumentation也做得非常非常漂亮。
所以說要看到別人看不到的現象，就要付出比別人多很多的功夫去改進實驗的條件，這是實驗科學工作者時刻不能忘的準則。另一方面說，harvard組堅持這麼多年做這麼難的實驗，發表了第一篇（最接近）可靠的結果，雖然被人質疑來質疑去，但一個有趣有價值的想法不該被當下不完美的實驗條件所限制，在通向完美的路上每一步都很inspiring。
總之看來高壓下氫的金屬相變得到了進一步的實驗驗證。Good job.
科研畢竟不是狼來了，這一次，的確是重大的突破。
的確是大眾喜聞樂見的「打臉」。
不過，這個突破，距離實際應用差之太遠。
對於80K的低溫來說，還好辦一些。但對於425GPa的壓強，那就真是無可奈何了。
我們可以看一看這麼一組數據：
地殼深處的壓強為1GPa左右，地幔深處的壓強為150GPa，地心深處的壓強為370GPa。
世界最深海溝馬里亞納海溝，深度達11040.41米，大約相當於1100個標準大氣壓，已經是人類征服極限，而1GPa大約是1W個大氣壓，壓強是最深海溝的10倍左右。
425GPa的壓強，是1GPa的425倍，更是遠遠大於370GPa。
當然固體火箭的極限壓強是13 Mpa，大約也就是100多個大氣壓。距離425GPa壓強（4000000多個大氣壓），是指數級的差距。不可能存在任何材料，能夠在425GPa壓強下，維持在人類理想的形狀。
這就註定了，金屬氫要麼只能位於大型天體內部，或者只能存在於實驗室。
哈佛大學的高壓標壓方法存在問題，結果也存在問題，可信度很低，已經被美國科學院院士毛河光等人打臉。
這篇如果方法沒問題，可信度就高的多。
現在又多了一個，不知道是誰……我是說有幾個搞錯了|?ω?｀)
這有什麼可評價的。儀器就那一個課題組有，操作只有那一個課題組的人會，當然他們說是什麼就是什麼了。他們說造出了金屬氫，那就是造出來了。你敢質疑，那請問你有資格嗎？要不你也造一個看看？文章發出來了，儀器順便也就壞了，實驗人員也畢業了，多方便啊。
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