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

Черная дыра промежуточной массы выдала себя пролетами сквозь аккреционный поток вблизи сверхмассивной черной дыры Черная дыра промежуточной массы выдала себя пролетами сквозь аккреционный поток вблизи сверхмассивной черной дыры

Пара из сверхмассивной черной дыры и черной дыры промежуточной массы

N+1
10 наиболее частых вопросов о внедорожниках 10 наиболее частых вопросов о внедорожниках

Чем внедорожник отличается от кроссовера?

4x4 Club
Смену власти в майяском городе отметили сожжением останков прежних правителей Смену власти в майяском городе отметили сожжением останков прежних правителей

Следы сожжения останков правителей археологи нашли в одной из пирамид

N+1
Массажист рассказал, какие зоны массировать опасно для здоровья Массажист рассказал, какие зоны массировать опасно для здоровья

Почему самомассаж больше вреден, чем полезен

Maxim
1970-е и 1980-е: ленинградская «вторая культура» 1970-е и 1980-е: ленинградская «вторая культура»

Неподцензурная поэзия Ленинграда 70–80-х — тексты так называемой второй культуры

Полка
Острый перец Острый перец

Просто огонь! Избавляет от болей в животе, снижает риск инсультов и не только

Здоровье
Нефть можно получить даже из канализации Нефть можно получить даже из канализации

Водоросли могут стать надежным и экологически чистым источником топлива

Наука
Как появилась технология распознавания текста: функция в смартфоне, благодаря которой мы забыли про ручной ввод Как появилась технология распознавания текста: функция в смартфоне, благодаря которой мы забыли про ручной ввод

Что происходит с системами распознавания текстов и документов сегодня

ТехИнсайдер
Вау-эффект Вау-эффект

Джеймс Стюарт о пользе восторга, который мы испытываем, странствуя по миру

Robb Report
Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица

Почему возникают утренник отеки лица и как предотвратить их появление?

ТехИнсайдер
«Отнеситесь к смене работы как к проекту»: как я в 52 года стала интернет-маркетологом «Отнеситесь к смене работы как к проекту»: как я в 52 года стала интернет-маркетологом

Наша героиня освоила новую специальность после 50 лет

VOICE
IPS или VA: какая матрица монитора лучше? IPS или VA: какая матрица монитора лучше?

Что лучше: IPS или VA матрица?

CHIP
ИИ научился предсказывать появление гигантских волн-убийц в океане ИИ научился предсказывать появление гигантских волн-убийц в океане

Ученые нашли формулу, позволяющую предсказать появление гигантских волн-убийц

ТехИнсайдер
Цена совершенства: психолог рассказал о последствиях синдрома отличника Цена совершенства: психолог рассказал о последствиях синдрома отличника

К каким последствиям может привести чрезмерная требовательность к себе

Psychologies
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
Королеву — под нож Королеву — под нож

Какой была жизнь и смерть Марии-Антуанетты

Дилетант
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.
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
Самопомощь при депрессии: 7 вредных советов, 2 полезные техники и 10 рекомендаций Самопомощь при депрессии: 7 вредных советов, 2 полезные техники и 10 рекомендаций

Что стоит делать во время обострения депрессии и чего следует избегать

Psychologies
Криминальное чтиво: 5 захватывающих книг о преступлениях и расследованиях Криминальное чтиво: 5 захватывающих книг о преступлениях и расследованиях

Книги, которые показывают все разнообразие современного детектива

ТехИнсайдер
Грибоядные мухи опылили паразитирующие на грибах орхидеи в обмен на увядшие цветки Грибоядные мухи опылили паразитирующие на грибах орхидеи в обмен на увядшие цветки

Паразитирующая на грибах орхидея вступила в сотрудничество с мухами-дрозофилами

N+1
Как собаки попадают в кино и кто готовит их к съемкам Как собаки попадают в кино и кто готовит их к съемкам

Как собак готовят к съемкам в кино

СНОБ
Антонио Муньос Молина: «Ночь времен». Фрагмент из романа Антонио Муньос Молина: «Ночь времен». Фрагмент из романа

Отрывок из масштабного романа о человеке, живущий делом своей жизни

СНОБ
10 музыкальных групп из 90-х, повлиявших на несколько поколений 10 музыкальных групп из 90-х, повлиявших на несколько поколений

Без этой десятки коллективов невозможно представить современных исполнителей

Maxim
«Сожженные девочки»: экранизация английского бестселлера про женщину-священника «Сожженные девочки»: экранизация английского бестселлера про женщину-священника

«Сожженные девочки» — проект про женщину-викария, которая начинает расследование

Forbes
Идеальная любовница: как перфекционизм мешает женщинам наслаждаться сексом Идеальная любовница: как перфекционизм мешает женщинам наслаждаться сексом

Беспокойство — главный враг возбуждения, особенно у женщин

Psychologies
«Паразитизм женского пола»: как философы и феминистки осмысляли патриархат «Паразитизм женского пола»: как философы и феминистки осмысляли патриархат

Говоря о неравенстве, мы часто упоминаем патриархат. А что это вообще такое?

Forbes
Как виноделы доказали, что работа с небольшими объемами имеет экономический смысл Как виноделы доказали, что работа с небольшими объемами имеет экономический смысл

В виноделии размер действительно имеет значение

Forbes
Слияния без шоков и рисков Слияния без шоков и рисков

Как агрохолдинги растут за счет сделок M&A

Агроинвестор
Научно-производственное объединение «СПЛАВ» Научно-производственное объединение «СПЛАВ»

За годы существования АО «НПО «СПЛАВ»» создан ряд выдающихся образцов вооружения

Обозрение армии и флота
Открыть в приложении