Страшный суд для одного ученого и комнатной сверхпроводимости

N+1Наука

Сверхнедоверие

Страшный суд для одного ученого и комнатной сверхпроводимости

Артем Моськин

7 ноября из Nature отозвали уже вторую статью американского физика Ранги Диаса — спустя всего девять месяцев после публикации. В этот раз инициаторами выступили соавторы ученого, которые посчитали, что статья о сверхпроводящем при комнатной температуре гидриде лютеция «неточно отражает происхождение исследуемых материалов, проведенные экспериментальные измерения и примененные протоколы обработки данных». Масса вопросов к работе было и у научного сообщества: после выхода статьи появились десятки препринтов, некоторые из которых позже были опубликованы и в рецензируемых журналах. Материаловеды и физики не могли воспроизвести результаты Диаса. Редакторы Nature, осознав свою ошибку, инициировали независимое внутреннее расследование, которое тоже подтвердило сомнения критиков. Почему редакция журнала второй раз наступила на те же грабли и что теперь ждет Рангу Диаса?

Эпизод 1. Пробуждение

В исследовании сверхпроводимости — способности вещества проводить электрический ток без сопротивления — было несколько важных прорывов. Первый — собственно открытие явления Хейке Камерлинг-Оннесом в 1911 году. Он обнаружил, что ртуть может сверхпроводить при крайне низких гелиевых температурах — 4,2 кельвина (это на 4,2 градуса выше абсолютного нуля и на 269 градусов ниже нуля по Цельсию). После этого сверхпроводимость нашли в других простых веществах и сплавах — многие из них до сих пор используют в сверхпроводящих магнитах.

Второй прорыв — открытие высокотемпературной сверхпроводимости в 1986 году. Мюллер и Беднорц выяснили, что смешанный купрат лантана и бария переходит в сверхпроводящее состояние при 36 кельвинах — это на целых 11 градусов выше, чем у всех его предшественников. Буквально через год нашли материал, у которого сопротивление падает до нуля при 93 кельвинах. То есть эксперименты с такими материалами можно было проводить с помощью сравнительно дешевого жидкого азота вместо дорогого в получении и обслуживании жидкого гелия. На сегодняшний день рекордсмен по температуре перехода при нормальном давлении — фтор-замещенный купрат ртути, таллия, бария и кальция: этот материал переходит в сверхпроводящее состояние при 136 кельвинах — это −137 градусов Цельсия, уже довольно близко к привычным нам температурам. Рекорд поставили в 2003 году и до сих пор не побили.

Третий заметный прорыв — открытие сверхпроводящих гидридов. Сверхпроводимость в них возникает по другим механизмам, она возможна при более высоких температурах, но требует колоссальных давлений, на много порядков превышающих атмосферное (подробнее о механизмах сверхпроводимости читайте в материале «Ниже критической температуры»). В 2014 году немецкие физики под руководством Михаила Еремца обнаружили, что сероводород под давлением находится в виде H3S и переходит в сверхпроводящее состояние уже при −70 градусах по Цельсию — это почти на 70 градусов выше, чем у рекордного купрата. Проблема в том, что такое состояние возможно только при статическом сжатии образца давлением больше 1,5 миллиона атмосфер. Таких давлений можно достичь с помощью алмазных наковален, в которых образец помещают между двумя алмазами и сжимают в металлической гаскете. В 2019 сверхпроводимость нашли еще ближе к комнатной температуре: гидрид лантана LaH10 при двух миллионах атмосфер начинал сверхпроводить при всего −23 градусах по Цельсию.

90c6b7b7abf5987b7ddcc67de06a3c23.jpg
Алмазная наковальни для создания гигантских давлений в образце. Isabel Gonzalo-Juan et al. / Chem Texts, 2016

Если довести температуру перехода в сверхпроводящее состояние до комнатной, то можно будет, например, передавать энергию по проводам без потерь, избавить сверхпроводящие двигатели с КПД в 98 процентов от баллона с жидким азотом и сделать маглевы самым популярным видом скоростного транспорта. Поэтому каждый новый «комнатный сверхпроводник» привлекает к себе внимание. Но регулярно громкие открытия оборачиваются столь же громкими закрытиями.

Например, не получилось воспроизвести сверхпроводимость при −13 градусах по Цельсию при атмосферном давлении, которую обнаружили в гидриде палладия. Показателен и недавний пример LK-99, в котором тоже не удалось воспроизвести заявленные свойства (по словам авторов, медь-замещенный свинцовый апатит начал сверхпроводить аж при 100 градусах Цельсия и без всякого дополнительного давления). Подробнее об этой истории читайте в материале «Почти не сопротивлялся». К каждой новой работе с «рекордным» сверхпроводником ученые относятся с все большим недоверием — первый подтвержденный сверхпроводник при комнатной температуре и атмосферном давлении, вероятно, принесет автору и самые престижные премии, и баснословный доход от патентов.

Но даже при таком настороженном отношении нашлась научная группа, которой удалось опубликовать в Nature и Physical Review Letters сразу три сомнительных работы с рекордными данными. Ученые из Рочестерского университета под руководством Ранги Диаса синтезировали за короткий срок сверхпроводящие карбонизированный сероводород, гидрид иттрия и гидрид лютеция, допированный азотом, — у каждого из этих веществ была самая высокая на момент публикации температура сверхпроводящего перехода. И каждая из этих статей повлекла за собой поток опровержений и критики со стороны именитых профессоров, а две из этих работ уже отозваны.

Эпизод 2. Скрытая угроза

Первый громкий скандал произошел со статьей Диаса о карбонизированном сероводороде: смеси сероводорода, метана и водорода, которая под давлением в 2,67 миллиона атмосфер переходит в сверхпроводящее состояние. Диаса обвинили в манипуляции с данными и неправильной трактовке результатов. Одним из самых рьяных обвинителей стал автор индекса своего имени Хорхе Хирш — о том, как он обличал работу Диаса, можно почитать в материале «Под давлением».

Хирш заметил, что в своей работе Диас вычитал фон вручную, а не с помощью компенсирующей катушки, что оставляло ему пространство для дополнительных манипуляций с данными. Ученый обратил внимание на последовательные скачкообразные линии на графике зависимости магнитной восприимчивости от температуры. По предположению Хирша и его коллеги Дирка ван дер Марела, исходные данные с прибора ученые аппроксимировали кубическим сплайном, а данные магнитной восприимчивости — из-за малого количества образца получили вычитанием графиков при давлениях выше сверхпроводящего перехода и ниже. Сами исходные данные действительно авторы честно выложили, правда в формате pdf и на 100 страницах, что не облегчало работу по их анализу для сомневающихся оппонентов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Миниатюрный орнитоптер стал одноногим прыгуном Миниатюрный орнитоптер стал одноногим прыгуном

Как инженеры создали робота-прыгуна массой меньше грамма

N+1
Как долго алкоголь остается в организме. Вы удивитесь! Как долго алкоголь остается в организме. Вы удивитесь!

Спиртное задерживается в нашем теле дольше, чем вы могли подумать

ТехИнсайдер
Синдром беспокойных гениталий и алкаптонурия: 6 загадочный болезней, о которых вы могли даже не слышать Синдром беспокойных гениталий и алкаптонурия: 6 загадочный болезней, о которых вы могли даже не слышать

Какие удивительные диагнозы порой ставят людям?

ТехИнсайдер
«Мишка на Севере» и «Аленка»: как и когда в СССР начали дарить сладкие новогодние подарки «Мишка на Севере» и «Аленка»: как и когда в СССР начали дарить сладкие новогодние подарки

Как в СССР появился вкусный праздничный обычай

ТехИнсайдер
Открывая космос Открывая космос

Путеводитель женщины-астронавта по миру миссий, чудес и перемен в космосе

kiozk originals
Я люблю людей. О спектакле «Мизантроп и я» на сцене РАМТа Я люблю людей. О спектакле «Мизантроп и я» на сцене РАМТа

В РАМТе состоялась премьера спектакля «Мизантроп и я»

СНОБ
«Опыт в торговле помогает найти язык с любым родителем»: как я стала воспитателем в детском саду «Опыт в торговле помогает найти язык с любым родителем»: как я стала воспитателем в детском саду

Наша героиня поняла, что лучшая профессия для нее — воспитатель в детском саду

VOICE
«Откуда берутся дети? Краткий путеводитель по переходу из лагеря чайлдфри к тихим радостям семейственности» «Откуда берутся дети? Краткий путеводитель по переходу из лагеря чайлдфри к тихим радостям семейственности»

Как во время беременности работает иммунитет

N+1
К чему снится измена мужа: объясняет психоаналитический терапевт К чему снится измена мужа: объясняет психоаналитический терапевт

Почему же снится, что муж изменяет?

Psychologies
«Книги редко становятся бестселлерами просто так — приходится похлопотать»: как они попадают в списки The New York Times «Книги редко становятся бестселлерами просто так — приходится похлопотать»: как они попадают в списки The New York Times

Как писатели получают места в рейтинге бестселлеров от NYT

VC.RU
Моё хорошо Моё хорошо

Что такое счастье, чем оно отличается от просто «хорошо»?

Новый очаг
Мир сходит с ума от сериала «Удивительный цифровой цирк»: чем он покоряет зрителей Мир сходит с ума от сериала «Удивительный цифровой цирк»: чем он покоряет зрителей

В чем феномен моментального успеха «Удивительного цифрового цирка»

Psychologies
Пацаны и чушпаны: как сериал «Слово пацана» исследует подростковую преступность 80-х Пацаны и чушпаны: как сериал «Слово пацана» исследует подростковую преступность 80-х

«Слово пацана»: очевидные недостатки и неочевидные достоинства сериала

Forbes
Еще не токсично, но уже напрягает: 8 «розовых» флажков в отношениях Еще не токсично, но уже напрягает: 8 «розовых» флажков в отношениях

«Розовые» флажки в отношениях — что это такое и стоит ли их замечать?

Psychologies
Вы этого не знали! Какие бывают капсулы для стирки и как правильно ими пользоваться Вы этого не знали! Какие бывают капсулы для стирки и как правильно ими пользоваться

Капсулы для стирки: как и из чего они производятся, как ими пользоваться?

ТехИнсайдер
Излишняя скромность Излишняя скромность

7 неочевидных сигналов, которые выдают неуверенного человека

Лиза
РМЖ: в партнерстве с врачом РМЖ: в партнерстве с врачом

Ключевые этапы диагностики и лечения РМЖ

Новый очаг
5 видов психотерапии, которые помогут практически с любой проблемой 5 видов психотерапии, которые помогут практически с любой проблемой

Как сделать правильный выбор среди множества направлений психотерапии?

Psychologies
Авто особого назначения Авто особого назначения

На чем будут ездить российские чиновники

Деньги
Полностью многоразовая ракетаноситель от фирмы Stoke Space Полностью многоразовая ракетаноситель от фирмы Stoke Space

Как Stoke Space решает проблему повторного использования вторых ступеней ракет

Наука и техника
Можно ли «пережить» акне? Можно ли «пережить» акне?

Акне в совсем не подростковом возрасте. Велики ли шансы, что «пройдёт само»?

Здоровье
«Книга решений» Мишеля Гондри: история гения… или пациента с ментальным расстройством? «Книга решений» Мишеля Гондри: история гения… или пациента с ментальным расстройством?

Разбираем типажи из фильма «Книга решений» режиссера Мишеля Гондри

Psychologies
12 интересных фактов об Ан-2 — самолете, попавшем в книгу рекордов Гиннесса 12 интересных фактов об Ан-2 — самолете, попавшем в книгу рекордов Гиннесса

Биплан Ан-2 был принят в эксплуатацию 75 лет назад — и до сих пор востребован

Maxim
Как лингвисты пытаются разбудить «спящие» языки Как лингвисты пытаются разбудить «спящие» языки

Когда язык умирает, а когда просто спит? Можно ли его разбудить?

ТехИнсайдер
Оптимистический взгляд на расчеловечивание Оптимистический взгляд на расчеловечивание

«Королевство зверей» и французский боди-‍хоррор

Weekend
Вещи из СССР, по которым все ностальгируют, но пользоваться ими не хотят Вещи из СССР, по которым все ностальгируют, но пользоваться ими не хотят

Какие гениальные советские вещи не пользовались спросом?

Maxim
Осознанные сновидения: за и против Осознанные сновидения: за и против

Чего только не обещают нам адепты осознанных сновидений. Что это за явление?

Psychologies
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

Круглые черви провели в криоанабиозе 46 тыс. лет — и снова начали размножаться

Наука
Совместно нажитые проблемы: пять главных мифов о разводах Совместно нажитые проблемы: пять главных мифов о разводах

Пять популярных, но ошибочных убеждений о разводах

Forbes
Марина Кравец: «Никогда не пыталась стать частью тусовки» Марина Кравец: «Никогда не пыталась стать частью тусовки»

Марина Кравец – об учебе на филфаке, тревогах материнства и строптивых женщинах

VOICE
Открыть в приложении