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

Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса

Химики в лаборатории синтезировали весь набор карбоновых кислот из цикла Кребса

N+1
Эволюция биосферы: архейская нищета и панспермия Эволюция биосферы: архейская нищета и панспермия

Зачем изучать эволюцию биосферы?

Наука и техника
В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки

Археологи описали необычное золотое кольцо, найденное в словацком городе Зволен

N+1
Четко по расписанию Четко по расписанию

Как использовать на практике тайм-менеджмент

Лиза
Развод и утрата: как справиться с последствиями Развод и утрата: как справиться с последствиями

Как утрата влияет на наше психологическое состояние?

VOICE
Почему термос перестал держать тепло: 3 житейских способа восстановить изоляцию Почему термос перестал держать тепло: 3 житейских способа восстановить изоляцию

Как починить термос, чтобы он снова радовал горячими напитками

ТехИнсайдер
3 тактики, которые сделают из ваших детей успешных предпринимателей 3 тактики, которые сделают из ваших детей успешных предпринимателей

Как растить детей, чтобы они стали предпринимателями?

Inc.
Чем полезен ананас: 5 свойств Чем полезен ананас: 5 свойств

Как правильно выбрать ананас и что с ним можно приготовить?

РБК
5 самых популярных запросов, с которыми женщины идут к психологам 5 самых популярных запросов, с которыми женщины идут к психологам

Проблемы, за решением которых женщины обращаются к специалистам чаще всего

Psychologies
Неслучайный человек Неслучайный человек

Уникальное интервью с Евой Власовой и Машей Шейх

OK!
Почему вы привлекаете недоброжелателей: 4 способа изменить расклад сил Почему вы привлекаете недоброжелателей: 4 способа изменить расклад сил

Как выстраивать барьеры в сложных отношениях и отстаивать свою точку зрения?

Psychologies
«Я убью тебя, брат»: что такое сиблинговый комплекс «Я убью тебя, брат»: что такое сиблинговый комплекс

Почему сиблинги ненавидят друг друга?

Psychologies
Философия на грани безумия: чем болел Фридрих Ницше Философия на грани безумия: чем болел Фридрих Ницше

Фридрих Ницше: жизненный путь психически нездорового философа

Psychologies
Время перемен Время перемен

Признаки и профилактика ранней менопаузы

Лиза
«Любовь и голуби» глазами психолога: когда измена идет на пользу «Любовь и голуби» глазами психолога: когда измена идет на пользу

Оказывается, иногда интрижка даже укрепляет отношения

Psychologies
Низкоуглеводная диета: плюсы, минусы, продукты и интересные рецепты Низкоуглеводная диета: плюсы, минусы, продукты и интересные рецепты

Низкоуглеводная диета: разбираемся в плюсах и минусах такого типа питания

РБК
«Сейчас такой период, когда меня наконец увидели» «Сейчас такой период, когда меня наконец увидели»

К 17 годам актриса Лиза Ищенко успела громко заявить о себе, и это не случайно!

OK!
Lexus LX 600 F Sport. Универсальный внедорожный премиум Lexus LX 600 F Sport. Универсальный внедорожный премиум

Новый Lexus LX – премиальный внедорожник, который вполне можно испачкать в грязи

4x4 Club
Летчик, моряк, любовник и филантроп: история принца Чарльза, который теперь — король Великобритании Карл III Летчик, моряк, любовник и филантроп: история принца Чарльза, который теперь — король Великобритании Карл III

Какой была жизнь нового короля Великобритании до престола? Ключевые вехи

Правила жизни
Как увеличить словарный запас: лучшие методики от филологов и лингвистов Как увеличить словарный запас: лучшие методики от филологов и лингвистов

Какие способы помогут расширить лексикон и улучшить речь

Forbes
Абьюз партнера, бедность и страхи: почему на самом деле женщины делают аборты Абьюз партнера, бедность и страхи: почему на самом деле женщины делают аборты

Почему женщины решаются прервать беременность, как это решение влияет на них?

Forbes
Как отмыть руки после чистки грибов: 5 проверенных методов Как отмыть руки после чистки грибов: 5 проверенных методов

Что тогда делать с образовавшими темными и жирными пятнами на руках от грибов?

ТехИнсайдер
Новый папа Новый папа

Как наладить отношения между ребенком и твоим новым мужчиной

Лиза
Вся наша жизнь — театр Вся наша жизнь — театр

Мода, как и театр, отражает действительность

OK!
Очень деликатно Очень деликатно

Почему возникает цистит и как помочь себе при обострении

Лиза
Проповедники убийств Проповедники убийств

Жан-Поль Марат, Максимилиан Робеспьер и Жорж Дантон — идеологи террора

Дилетант
Что делать, если не работает один наушник: практические рекомендации Что делать, если не работает один наушник: практические рекомендации

Почему может не работать один наушник и как устранить неисправность

CHIP
Управляемая мутация против продовольственного кризиса Управляемая мутация против продовольственного кризиса

«Геномный прыжок» и с чем его едят

Наука
Оказалось, что «кошачий» паразит делает пожилых людей слабее Оказалось, что «кошачий» паразит делает пожилых людей слабее

Кошачьи могут представлять серьезную опасность для пожилых людей

ТехИнсайдер
Лунный путь Китая: большая гонка-2 Лунный путь Китая: большая гонка-2

Американцы получили неукротимого и финансово мощного научного противника

Наука
Открыть в приложении