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

Колоссального кальмара впервые сняли на видео в естественной среде обитания Колоссального кальмара впервые сняли на видео в естественной среде обитания

Как удалось запечатлеть колоссального кальмара в родных для него глубинах океана

N+1
Психологический тест Сонди: выберите лицо, которое вызывает у вас наибольшую неприязнь, и узнайте, что с вашей психикой Психологический тест Сонди: выберите лицо, которое вызывает у вас наибольшую неприязнь, и узнайте, что с вашей психикой

Тест Сонди долгое время использовался различными лечебными учреждениями

ТехИнсайдер
Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова

Как на востоке Малайского полуострова новый вид тисмий

N+1
Секреты профессии. Мастер перманентного макияжа Секреты профессии. Мастер перманентного макияжа

Кому подойдет профессия мастера перманентного макияжа, как в ней добиться успеха

Лиза
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Неслучайный человек Неслучайный человек

Уникальное интервью с Евой Власовой и Машей Шейх

OK!
«Математические игры с дурацкими рисунками: 75¼ простых, но требующих сообразительности игр, в которые можно играть где угодно» «Математические игры с дурацкими рисунками: 75¼ простых, но требующих сообразительности игр, в которые можно играть где угодно»

Отрывок из книги с развлекательными математическими задачками

N+1
Насморк Насморк

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

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

Водоросли могут стать надежным и экологически чистым источником топлива

Наука
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
Дорога к свету Дорога к свету

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

ТехИнсайдер
6 типов людей в коллективе: как наладить отношения на работе 6 типов людей в коллективе: как наладить отношения на работе

Как можно предотвращать всплески токсичности в коллективе

Psychologies
От склада к вектору: эволюция гуманитарного знания От склада к вектору: эволюция гуманитарного знания

Руина и гегелевское «снятие»

Знание – сила
5 видов психотерапии, которые помогут практически с любой проблемой 5 видов психотерапии, которые помогут практически с любой проблемой

Как сделать правильный выбор среди множества направлений психотерапии?

Psychologies
7 шагов, чтобы безболезненно вернуться к бывшему партнеру 7 шагов, чтобы безболезненно вернуться к бывшему партнеру

Стоит ли дать прошлым отношениям второй шанс?

Psychologies
Гонимая и ненагражденная Гонимая и ненагражденная

Почему Лиза Мейтнер так и не получила Нобелевскую премию

Знание – сила
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
Оксана Кириллова: «Виланд». Первая часть трилогии Оксана Кириллова: «Виланд». Первая часть трилогии

Отрывок из романа, связывающего Германию 1930-х и Россию 1990-х

СНОБ
Острые ощущения Острые ощущения

Они любят риск, покоряют вершины, но не могут остановиться. Что виной тому?

Здоровье
Гиперответственность или низкая самооценка: почему мы испытываем испанский стыд? Гиперответственность или низкая самооценка: почему мы испытываем испанский стыд?

Чем испанский стыд отличается от обычного стыда и почему мы его испытываем

ТехИнсайдер
Как распознать токсичные отношения: 8 явных признаков Как распознать токсичные отношения: 8 явных признаков

Признаки, которые выдают токсичного партнера

Psychologies
Дело не в мышцах, а в мозге: Янник Синнер тренируется по уникальной методике Дело не в мышцах, а в мозге: Янник Синнер тренируется по уникальной методике

Кто такой доктор Чеккарелли и в чем суть его волшебной методики

Forbes
Развлечение из детства с жуткой историей: когда придумали телефон из стаканчиков и нити и как он работает Развлечение из детства с жуткой историей: когда придумали телефон из стаканчиков и нити и как он работает

Многих на протяжении детства волновал вопрос, как работают ниточные телефоны

ТехИнсайдер
«Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков «Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков

Что нам мешает название, которым мы пытаемся обозначить свое «Я»

Psychologies
Почему западные люди — плохие друзья и при чем тут штрафы за парковку и коррупция Почему западные люди — плохие друзья и при чем тут штрафы за парковку и коррупция

Чем отличаются представители западных стран от всех остальных?

Forbes
Сказка об умозрительном времени Сказка об умозрительном времени

«Год рождения»: 1990-е как пустая метафора

Weekend
Александр Ефимович Теплоухов: личность, семья, работа Александр Ефимович Теплоухов: личность, семья, работа

Александр Теплоухов — крупнейший русский лесовод, археолог, историк, этнограф

Знание – сила
Новогодняя революция Новогодняя революция

Кубинская революция произошла в очень удобное время для последующих торжеств

Дилетант
Полина Лазарева: «Найду любой повод, чтобы пострадать» Полина Лазарева: «Найду любой повод, чтобы пострадать»

Я стою на ногах только благодаря тому, что у меня есть на кого опереться

Караван историй
На пороге сверхспособностей На пороге сверхспособностей

Может ли человек развить в себе сверхспособности?

Знание – сила
Открыть в приложении