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

Пасту для ассирийских табличек для письма сделали из воска и аурипигмента Пасту для ассирийских табличек для письма сделали из воска и аурипигмента

Чем покрывали деревянные дощечки для письма в Древней Месопотамии?

N+1
На прежние рельсы На прежние рельсы

Путешествие на поезде как способ перенестись в другую эпоху

Robb Report
«Человек-дракон» оказался денисовцем «Человек-дракон» оказался денисовцем

Денисовцы — один из самых из загадочных видов или подвидов древних людей...

N+1
Сергей Филин: Тяжесть легковесности Сергей Филин: Тяжесть легковесности

Монолог о мужественности в балете

Maxim
8 доказанных наукой привычек, которые действительно повышают интеллект 8 доказанных наукой привычек, которые действительно повышают интеллект

Какие ритуалы стоит добавить в свою рутину, чтобы стать умнее

Maxim
Про отцов и для отцов: 5 книг, которые помогут разобраться в детско-родительских отношениях Про отцов и для отцов: 5 книг, которые помогут разобраться в детско-родительских отношениях

Хотите узнать о роли отца в культурной традиции и вашей собственной жизни?

Psychologies
Слепки эпохи: что мешает востребованности Единой биометрической системы Слепки эпохи: что мешает востребованности Единой биометрической системы

Жесткое регулирование биометрии может помешать развивать новые сервисы

Forbes
Наше благородие Наше благородие

Попробуем найти универсальные черты «воспитанного человека»?

VOICE
Отрывок из романа Алисы Ханцис «Кариатиды» Отрывок из романа Алисы Ханцис «Кариатиды»

Глава из романа Алисы Ханцис «Кариатиды»

СНОБ
5 сигналов, что вы газлайтите самого себя 5 сигналов, что вы газлайтите самого себя

Как выглядит газлайтинг самого себя?

Psychologies
3 лучшие книги 2023 года по мнению Билла Гейтса 3 лучшие книги 2023 года по мнению Билла Гейтса

Какая литература вошла в топ-2023 Билла Гейтса

ТехИнсайдер
Эти правила спасут каждую из нас: 5 способов улучшить кожу лица без процедур и дорогой косметики Эти правила спасут каждую из нас: 5 способов улучшить кожу лица без процедур и дорогой косметики

Как быстро улучшить кожу лица — главные правила

VOICE
Бытовой прибор Бытовой прибор

Как автолюбителя превратить в автопользователя

Автопилот
Не только ангина Не только ангина

17 причин белого налета в горле

Лиза
Колумбия будет стерилизовать «кокаиновых» бегемотов Колумбия будет стерилизовать «кокаиновых» бегемотов

Когда Пабло Эскобар завел бегемотов, он не ожидал, что им понравится Колумбия

ТехИнсайдер
Червь Морриса: как 35 лет назад любопытный студент чуть не погубил Интернет Червь Морриса: как 35 лет назад любопытный студент чуть не погубил Интернет

Это один из первых компьютерных вирусов, парализовавший почти все США

ТехИнсайдер
Лучшие роли Тимоти Шаламе в фильмах о взрослении Лучшие роли Тимоти Шаламе в фильмах о взрослении

Список самых примечательных фильмов про переходный возраст с Тимоти Шаламе

Правила жизни
7 простых правил, которые помогут снизить риск заболеть депрессией 7 простых правил, которые помогут снизить риск заболеть депрессией

Эти семь принципов здорового образа жизни снизят риск возникновения депрессии

Psychologies
Круто ты пропал: что стало с участниками «Фабрики звезд» разных сезонов Круто ты пропал: что стало с участниками «Фабрики звезд» разных сезонов

Кто из «фабрикантов» стал звездой, а чья карьера пошла по другому сценарию

Правила жизни
Осторожно, мода! Осторожно, мода!

Овердрессинг под запретом. Как научиться одеваться стильно и уместно

Лиза
К чему снится измена мужа: объясняет психоаналитический терапевт К чему снится измена мужа: объясняет психоаналитический терапевт

Почему же снится, что муж изменяет?

Psychologies
Алина Кохно Алина Кохно

Об опасности дефицита железа из первых уст

Здоровье
Дорога к свету Дорога к свету

QLED: в этих плоских панелях «упакованы» сразу две Нобелевские премии

ТехИнсайдер
Как уроженец Арзамаса-16 основал сеть Poison Drop и привлек деньги миллиардера Как уроженец Арзамаса-16 основал сеть Poison Drop и привлек деньги миллиардера

Последние два года стали судьбоносными для продавца бижутерии Poison Drop

Forbes
Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры

Как креативным образом улучшить экологию Земли

ТехИнсайдер
«Я такого не ожидал!»: этот психологический тест вызвал бурю эмоций в сети. Узнайте, что ваш любимый кофе говорит о вас «Я такого не ожидал!»: этот психологический тест вызвал бурю эмоций в сети. Узнайте, что ваш любимый кофе говорит о вас

Ваш любимый кофейный напиток может много сказать о вашем характере!

ТехИнсайдер
Порнозависимость: что это и как с ней бороться Порнозависимость: что это и как с ней бороться

Когда просмотр порно становится зависимостью?

РБК
Как Россия османам надавала: политическая стычка с русскими, которая изменила судьбу Турции Как Россия османам надавала: политическая стычка с русскими, которая изменила судьбу Турции

Каким был переломный момент в войне России и Османской империи

ТехИнсайдер
Крысы прошлись по виртуальному пространству силой мысли Крысы прошлись по виртуальному пространству силой мысли

Крысы способны ориентироваться в виртуальном пространстве

N+1
Монстры, гедонисты и бесконечно красивые моллюски: готико-романтический взгляд британских исследователей Монстры, гедонисты и бесконечно красивые моллюски: готико-романтический взгляд британских исследователей

Идейный фон и повседневность ученых прошлого

Знание – сила
Открыть в приложении