ゲルマニウムの Electron Band Structure 論争

ドイツ産電子のバンド構造

• 要旨: ドイツ産電子の抵抗率が温度に応じて指数関数的に変化するという主張は誤りである。理論モデリングと実験を通じて、装置と関連文書がずさんであることを発見した。

紹介

• ドイツ産電子は明確なエネルギーバンドに閉じ込められており、これらのバンドの間には電荷キャリアのない「禁制領域」が存在する。温度が上昇すると、電子は非伝導性エネルギーバンドから伝導性バンドへ移動し、抵抗率の変化を引き起こす。この関係は特定の温度範囲で指数関数的に現れる。

実験手順

• ドイツ産結晶の中で最も損傷の少ないものを選び、結晶に電線をはんだ付けした。はんだ付けは非常に難しく、実験室の装置は正常に動作しなかった。最終的に研究室からより良い装置を持ってきて使用した。温度を制御するため、銅棒に結晶を取り付け、棒の片端を加熱コイルに、もう片端を液体窒素の入った魔法瓶に浸した。途中で魔法瓶が漏れ始めた。

結果

• 2週間にわたって自分で収集したデータである。データから指数関数的依存性を見つけることはできなかった。データに指数曲線を描き加え、複雑なコンピュータプログラムを使って適合性を高めた。

結論

• 物理学を専攻したのは人生最大の失敗だった。コンピュータサイエンスを専攻すべきだった。

[GN⁺]

Hacker Newsの意見

• 高校の物理の授業で、地球の重力加速度を測定する実験をしたことを覚えている

  • 1990年代の腕時計のストップウォッチ機能を使って、ボールが落下する時間を測った
  • 正確な測定は難しく、データの誤差は非常に大きかった
  • 結果として重力定数を間違って計算し、低い点数を取った
  • 教育では結果が重要であり、科学も同じだという教訓を得た

• 1999年に大学に入学したとき、この文章を読んだ

  • 学生が大学生活の現実を見せている点が新鮮だった
  • 著者はコンピュータサイエンスに転向し、ウィスコンシン大学で博士号を取得した

• 20年前、半導体製作実験の授業でTAをしていた

  • 学生にHFを扱うことへの恐怖心を持たせるのが主な目的だった
  • 実験の最後の部分では、トランジスタを特性評価する作業があった
  • 他のTAたちと一緒にこの文章を面白く読んだ

• 複雑なコンピュータプログラムを使ってデータをフィットさせたことで、正当性が増したという意見がある

  • これは滑稽でありながら、よくあることでもある
  • 超高速凝縮系物質物理学の分野では、多くのノイズがカーブフィッティングによって正当化される

• 研究関心をコンピュータビジョンから量子化学のDFT計算へ移した

  • 多くの研究がクローズドソースで、もどかしさを感じる
  • 研究論文は再現が難しい形で書かれている

• 学部の化学と統計学で学んだ主な教訓は、不正確な結果をもっともらしく見せるよう操作することだった

  • 装置の不正確さを言い訳にし、やり直す時間も金も足りない

• この短い文章を真実として受け取り、物理学への批判として見るには、かなり特殊な考え方が必要だ

• ページのHTTPヘッダーが印象的だ

  • HTMLコードの構造がその時代と完璧に一致している

• 文章は面白いが、バンド構造と固体理論が物理学の中でも最も美しいものの一つであることは強調されるべきだ

  • この理論が社会を変えたことは副次的なことにすぎない