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

Камбоджийские рыбаки поймали шесть вымирающих гигантских сомов меньше чем за неделю Камбоджийские рыбаки поймали шесть вымирающих гигантских сомов меньше чем за неделю

Рыбаки из Камбоджи менее чем за неделю поймали шесть гигантских шильбовых сомов

N+1
Как Владимир Лебедев стал основателем советской школы детской иллюстрации Как Владимир Лебедев стал основателем советской школы детской иллюстрации

Отрывок из книги-исследования жизни и творчества Владимира Лебедева

Forbes
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
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
Лошади стали прекрасными бегунами из-за генетической ошибки Лошади стали прекрасными бегунами из-за генетической ошибки

Мутация, из-за которой лошади должны были вымереть, но стали отличными бегунами

ТехИнсайдер
Почему может чесаться кожа Почему может чесаться кожа

Если у вас чешется кожа, вариантов, что же происходит может быть множество

ТехИнсайдер
Правила игры: как и зачем внедрять геймификацию в работу сотрудников Правила игры: как и зачем внедрять геймификацию в работу сотрудников

Как грамотно встроить элементы геймификации в систему мотивации персонала

Forbes
Сомнительная изнанка «Основного инстинкта»: как создавался один из самых популярных фильмов 1990-х Сомнительная изнанка «Основного инстинкта»: как создавался один из самых популярных фильмов 1990-х

На съемках «Основного инстинкта» не обошлось без скандалов и предательств

Правила жизни
Ребенок начинает учить язык еще в утробе матери Ребенок начинает учить язык еще в утробе матери

Будущий ребенок начинают изучать язык, на котором вы говорите, еще до рождения!

ТехИнсайдер
Доска почёта Доска почёта

Как изготавливают самые быстрые и красивые сноуборды

Robb Report
Девушки в деревне Девушки в деревне

Почему жить в деревне — это классно?

Новый очаг
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
Как правильно ухаживать за кожей в отопительный сезон: 8 золотых заветов Как правильно ухаживать за кожей в отопительный сезон: 8 золотых заветов

Особенности ухода за кожей в холодное время года

VOICE
«Я горюю о ней»: психотерапевт об умиравшей клиентке, принятии смерти и нарушении правил «Я горюю о ней»: психотерапевт об умиравшей клиентке, принятии смерти и нарушении правил

Травматерапевт — о работе с клиенткой, умиравшей от рака

Psychologies
Креативная Вселенная Креативная Вселенная

Как прошел и чем завершился студенческий конкурс дизайна Omoda

Автопилот
Острый перец Острый перец

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

Здоровье
5 самых частых причин развода: когда его можно избежать 5 самых частых причин развода: когда его можно избежать

Когда стоит оценить ситуацию и понять, как можно сохранить брак — и надо ли

Psychologies
Вау-эффект Вау-эффект

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

Robb Report
5 сигналов, что вы газлайтите самого себя 5 сигналов, что вы газлайтите самого себя

Как выглядит газлайтинг самого себя?

Psychologies
Отступление россиян поставило жирный крест на надеждах врага: европейцы вовсю кусали локти Отступление россиян поставило жирный крест на надеждах врага: европейцы вовсю кусали локти

Какой была битва под Витебском 1812 года

ТехИнсайдер
Футбол под индейку: как НФЛ и другие лиги собирают рекордные рейтинги в праздники Футбол под индейку: как НФЛ и другие лиги собирают рекордные рейтинги в праздники

Как спортивные лиги США капитализируют праздничные дни

Forbes
Немного о жизни звезд Немного о жизни звезд

Как ведется классификация звезд

Наука и техника
На пороге сверхспособностей На пороге сверхспособностей

Может ли человек развить в себе сверхспособности?

Знание – сила
У нас есть план! У нас есть план!

Как питаться зимой, чтобы не набрать вес

Лиза
«Наследие»: отрывок из нового романа Владимира Сорокина о докторе Гарине «Наследие»: отрывок из нового романа Владимира Сорокина о докторе Гарине

Глава из книги Владимира Сорокина «Наследие»

Forbes
Королеву — под нож Королеву — под нож

Какой была жизнь и смерть Марии-Антуанетты

Дилетант
Стеклянный небосвод вместо стеклянного потолка. Отрывок из книги о женщинах-астрономах Стеклянный небосвод вместо стеклянного потолка. Отрывок из книги о женщинах-астрономах

История первых женщин-астрономов

СНОБ
Всем ли полезны Омега-3 Всем ли полезны Омега-3

Врачи ссылаются на то, что Омега-3 кислоты необходимы и безопасны. Так ли это?

Лиза
Робот-химик, вооруженный ИИ, может добыть кислород на Марсе Робот-химик, вооруженный ИИ, может добыть кислород на Марсе

Исследователи разработали робота-химика, который может добыть кислород на Марсе

ТехИнсайдер
Эпидемия одиночества: 8 признаков того, что ваше состояние становится опасным для жизни Эпидемия одиночества: 8 признаков того, что ваше состояние становится опасным для жизни

В чем опасность одиночества? И как справиться с этим чувством?

Psychologies
Открыть в приложении