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

Мухи-журчалки начали точно подражать осам уже 33 миллиона лет назад Мухи-журчалки начали точно подражать осам уже 33 миллиона лет назад

Ученые обнаружили ископаемую муху-журчалку, которая подражала окраске ос

N+1
Почему юные галактики растут скачками и сверкают никелем Почему юные галактики растут скачками и сверкают никелем

Чем юные галактики похожи на юных людей?

ТехИнсайдер
Американские врачи выполнили первую в мире пересадку мочевого пузыря Американские врачи выполнили первую в мире пересадку мочевого пузыря

Хирурги впервые в мире пересадили пациенту мочевой пузырь от мертвого донора

N+1
Как оставаться активным во время депрессии: 5 рекомендаций Как оставаться активным во время депрессии: 5 рекомендаций

Как быть активным, если из-за депрессии совсем нет сил?

Psychologies
Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс

История Агнии Барто, одной из главных детских поэтесс в России

Forbes
10 сериалов, которых точно хватит на длинные новогодние каникулы (и не только) 10 сериалов, которых точно хватит на длинные новогодние каникулы (и не только)

Лучшие продолжительные телешоу, которые гарантированно скрасят 2024 год

Правила жизни
«Театр — сообщество любителей винила» «Театр — сообщество любителей винила»

Константин Хабенский — о том, что сделано за два года в МХТ

OK!
Как художник Даши Намдаков стал талисманом для чиновников и бизнесменов Как художник Даши Намдаков стал талисманом для чиновников и бизнесменов

Как художник Даши Намдаков стал главным скульптором России

Forbes
Тонкая допросная линия Тонкая допросная линия

«Голубиный туннель»: фильм Эррола Морриса о Джоне Ле Карре

Weekend
В стиле ретро В стиле ретро

Вдохновляемся нестареющей классикой

Лиза
2 главные причины, почему люди занимаются «прощальным сексом» 2 главные причины, почему люди занимаются «прощальным сексом»

Почему нам кажется, что «секс на прощание» может стать подходящим финалом романа

Psychologies
В контакте с собой В контакте с собой

Как добиться гармонии чувств, разума и тела

Новый очаг
Зима близко Зима близко

Чем раньше мы готовимся к горнолыжному сезону, тем лучше он пройдет!

Лиза
Такое все зеленое Такое все зеленое

Зеленая диета + 14 лучших продуктов

Лиза
Александр Аузан: В России «две страны в одной» Александр Аузан: В России «две страны в одной»

Что «зашито» в культурном коде россиян

СНОБ
«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
Круг счастливых Круг счастливых

Как предприниматель Борис Акимов организовал сообщество счастливых людей

Новый очаг
Писатель Леонид Юзефович — Forbes: «В истории нас утешает повторение» Писатель Леонид Юзефович — Forbes: «В истории нас утешает повторение»

Леонид Юзефович — почему история нас как будто бы ничему не учит?

Forbes
Телефоны из поздних 90-х, о которых все мечтали Телефоны из поздних 90-х, о которых все мечтали

Эти мобильные телефоны в 90-е были признаком того, что вы в струе

Maxim
Раз прошла такая пьянка Раз прошла такая пьянка

Выпивка на фоне автомобиля как жанр советской фотографии

Автопилот
«Немая», зовущая на баррикады «Немая», зовущая на баррикады

Как оперный пафос стал протестным

Weekend
Что выкачивает из нас энергию: 6 неочевидных причин хронической усталости Что выкачивает из нас энергию: 6 неочевидных причин хронической усталости

Ощущаете, что вам постоянно не хватает жизненных сил?

Psychologies
Конец света, к сожалению, не наступил. О фильме «Дворец» Романа Полански Конец света, к сожалению, не наступил. О фильме «Дворец» Романа Полански

Зачем Полански запечатлел в одном кадре Микки Рурка и Александра Петрова

СНОБ
Метод Айви Ли: как в пару шагов достичь максимальной продуктивности Метод Айви Ли: как в пару шагов достичь максимальной продуктивности

Порой для максимальной продуктивности достаточно одного нелинованного листа

ТехИнсайдер
Проповедники убийств Проповедники убийств

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

Дилетант
Пережить шторм: 12 вопросов, чтобы понять, можно ли спасти отношения Пережить шторм: 12 вопросов, чтобы понять, можно ли спасти отношения

Как узнать, утонет ли любовь в море спокойствия?

Psychologies
Бизнес по-русски Бизнес по-русски

Arrizo 8 как симптом и символ

Автопилот
Как практиковать медитацию в повседневной жизни: 8 правил Как практиковать медитацию в повседневной жизни: 8 правил

Пользоваться внутренними ресурсами для самоисцеления проще, чем кажется

Psychologies
Гусары, молчать: почему фильм «Наполеон» Ридли Скотта оказался неточным и однобоким Гусары, молчать: почему фильм «Наполеон» Ридли Скотта оказался неточным и однобоким

Почему в «Наполеоне» исторические процессы сводят к интимной жизни императора?

Forbes
Биометрическая идентификация: миф или реальность? Биометрическая идентификация: миф или реальность?

Биометрическая идентификация: что это, насколько она безопасна и удобна

Наука и техника
Открыть в приложении