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

Матери шимпанзе научили потомков общению Матери шимпанзе научили потомков общению

Этологи обнаружили, что коммуникация шимпанзе формируется под влиянием матери

N+1
Капитан Южного океана Капитан Южного океана

История великого путешественника и первооткрывателя Джеймса Кука

Знание – сила
Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах

Почему злокачественные опухоли редко встречаются у черепах

N+1
«Готов снять за любой сомнительный спектакль»: история театральной цензуры в России «Готов снять за любой сомнительный спектакль»: история театральной цензуры в России

Как власти пытались контролировать театральное искусство

Forbes
«Теперь лето, и прелестное лето, и я ошалеваю от радости плотской жизни» «Теперь лето, и прелестное лето, и я ошалеваю от радости плотской жизни»

Великие о том, как они проводили каникулы

Weekend
Почему после ядерного взрыва в Хиросиме и Нагасаки уже живут люди, а Чернобыль до сих пор считается зоной отчуждения? Почему после ядерного взрыва в Хиросиме и Нагасаки уже живут люди, а Чернобыль до сих пор считается зоной отчуждения?

Почему в Хиросиме и Нагасаки уже проживают люди, а в Чернобыле еще нет?

ТехИнсайдер
Джордан, Болт и Бобров: атлеты, проявившие себя в разных видах спорта Джордан, Болт и Бобров: атлеты, проявившие себя в разных видах спорта

Атлеты, которые проявляли себя в двух разных видах спорта одновременно

Forbes
«Я сделала все, что могла»: как найти силу в своем бессилии «Я сделала все, что могла»: как найти силу в своем бессилии

Глава из книги «Ты можешь: Книга о том, как найти контакт с собой и реальностью»

Psychologies
Формула чуда: как химики сделали шаг к разгадке тайны зарождения жизни Формула чуда: как химики сделали шаг к разгадке тайны зарождения жизни

Последовательная и стройная картина появления первых живых существ

Forbes
Генетики прочитали 1526 геномов бантуговорящих африканцев Генетики прочитали 1526 геномов бантуговорящих африканцев

Палеогенетики исследовали ДНК 1763 африканцев

N+1
Союз правых: что помогло Хавьеру Милею победить на президентских выборах Союз правых: что помогло Хавьеру Милею победить на президентских выборах

Радикальная программа президента Аргентины вряд ли будет полностью реализована

Forbes
10 неожиданных методов применения молока в быту, которые вам точно захочется повторить 10 неожиданных методов применения молока в быту, которые вам точно захочется повторить

Этот вкусный напиток можно использовать не только в кулинарии! Не верите?

ТехИнсайдер
Как малому бизнесу стать инвестором: какие есть доступные инструменты и способы Как малому бизнесу стать инвестором: какие есть доступные инструменты и способы

Инструменты, которые изменят для малого бизнеса представление об инвестировании

Inc.
Спорт круглый год: можно ли бегать зимой и какая от этого польза Спорт круглый год: можно ли бегать зимой и какая от этого польза

Бегать зимой можно! Нужно лишь учитывать некоторые нюансы

ТехИнсайдер
«Я работаю — ты воспитываешь»: 6 фраз, которые выдают токсичного мужа и отца «Я работаю — ты воспитываешь»: 6 фраз, которые выдают токсичного мужа и отца

Какие фразы можно услышать от токсичного отца?

Psychologies
Город с характером: куда сходить и что попробовать в столице Сибири Город с характером: куда сходить и что попробовать в столице Сибири

Достопримечательности, которые демонстрируют, как развивается Новосибирск

СНОБ
Кто такие токсичные родители и как с ними правильно общаться Кто такие токсичные родители и как с ними правильно общаться

Что значит быть токсичными родителями и как взаимодействовать с такими близкими

РБК
Дымит разлом Дымит разлом

Как устроена физика Quantum Break

N+1
Насморк Насморк

Нос стал хуже дышать. Обычно это никого не пугает. И зря

Здоровье
Владимир Машков: «Я не бегу ни от проблем, ни от забот. Это мой путь. И у меня есть цель» Владимир Машков: «Я не бегу ни от проблем, ни от забот. Это мой путь. И у меня есть цель»

Моя задача, чтобы работал не только один я, а коллектив

Караван историй
«Бензин самотеком не подавать»: о чем предупреждали водителей советских автобусов «Бензин самотеком не подавать»: о чем предупреждали водителей советских автобусов

Что значит надпись «бензин самотеком не подавать» и в чем минусы самотека

ТехИнсайдер
Александр Олешко: «Гурченко этой фразой давала мне шанс исправить ситуацию...» Александр Олешко: «Гурченко этой фразой давала мне шанс исправить ситуацию...»

Александр Олешко — о Валентине Леонтьевой, любви к дикторам и телевидении

Коллекция. Караван историй
В стиле ретро В стиле ретро

Вдохновляемся нестареющей классикой

Лиза
Собаки из погребений эпохи викингов оказались похожи на борзых Собаки из погребений эпохи викингов оказались похожи на борзых

Палеозоолог изучил останки животных, найденные в Швеции

N+1
Почему ты не спишь? Почему ты не спишь?

Ошибки при организации пространства в спальне, из-за которых ты не высыпаешься

Лиза
Какой была жизнь в гигантских дирижаблях довоенной эпохи Какой была жизнь в гигантских дирижаблях довоенной эпохи

Путешествие на "цеппелине" напоминало круиз на морском лайнере

ТехИнсайдер
Правильный счет: можно ли доверять скидкам в «черную пятницу»? Правильный счет: можно ли доверять скидкам в «черную пятницу»?

Какие маркетинговые приемы работают в «черную пятницу»

Правила жизни
Пять самых захватываюющих книг о проблемах первого контакта с инопланетянами Пять самых захватываюющих книг о проблемах первого контакта с инопланетянами

Книги, в которых описан первый контакт с инопланетянами в различных декорациях

Maxim
Когда возникает «наука», или История понятия «science» Когда возникает «наука», или История понятия «science»

Развитие научного знания в Англии в XVII веке

Знание – сила
10 шагов, которые нужно сделать, чтобы достичь внутреннего спокойствия в трудные времена и во время кризиса 10 шагов, которые нужно сделать, чтобы достичь внутреннего спокойствия в трудные времена и во время кризиса

10 шагов, которые помогут сохранить самообладание в трудные времена

Inc.
Открыть в приложении