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

Тихоходкам набили татуировки электронным пучком Тихоходкам набили татуировки электронным пучком

Китайские материаловеды нанесли татуировки живым тихоходкам

N+1
Слишком дорого: как в России сокращается рынок зарубежных онкопрепаратов Слишком дорого: как в России сокращается рынок зарубежных онкопрепаратов

Лекарства, применяемые для лечения рака, исключат из системы финансирования

Forbes
Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов

Экологи обнаружили в Косцюшко новую популяцию беличьих кускусов

N+1
Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
«Дневник невидимки»: история необычной старшеклассницы с обычными проблемами «Дневник невидимки»: история необычной старшеклассницы с обычными проблемами

Отрывок из «Дневника невидимки» — романа о том, как оставаться собой

Forbes
5 советов, как прожить более 100 лет, от австралийской долгожительницы 5 советов, как прожить более 100 лет, от австралийской долгожительницы

Позитивный настрой и занятия спортом: секреты долгожительницы

Inc.
Массажист рассказал, какие зоны массировать опасно для здоровья Массажист рассказал, какие зоны массировать опасно для здоровья

Почему самомассаж больше вреден, чем полезен

Maxim
Королеву — под нож Королеву — под нож

Какой была жизнь и смерть Марии-Антуанетты

Дилетант
«Секс по дружбе»: 3 шага, которые позволят не пожалеть о решении «Секс по дружбе»: 3 шага, которые позволят не пожалеть о решении

Как сделать «дружбу с привилегиями» комфортной для всех участников

Psychologies
«Это я, внучка твоя»: история о том, как угасает пожилой человек «Это я, внучка твоя»: история о том, как угасает пожилой человек

Трогательный, глубокий рассказ «Лес памяти» — о том, как угасает человек

Psychologies
Каким получился «Слово пацана» — сериал о казанских ОПГ 1980-х, поражающий масштабом? Каким получился «Слово пацана» — сериал о казанских ОПГ 1980-х, поражающий масштабом?

«Слово пацана»: почему этот сериал выходит за рамки обычной криминальной драмы

Правила жизни
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
10 цитат Петра Ганнушкина, которые позволят проверить, не психопат ли вы 10 цитат Петра Ганнушкина, которые позволят проверить, не психопат ли вы

К каким выводам о человеке пришел один из родоначальников российской психиатрии

Psychologies
«Я не видел, но лампочку поменяйте». Как пройти техосмотр — личный опыт «Я не видел, но лампочку поменяйте». Как пройти техосмотр — личный опыт

Насколько сложно пройти техосмотр?

РБК
Краткая история пикапов Jeep. С 1947 года и до наших дней Краткая история пикапов Jeep. С 1947 года и до наших дней

Что помешало Jeep продолжить грузовую линейку?

4x4 Club
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
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
На полярном круге На полярном круге

Вы будете очарованы белоснежной зимой и северным сиянием Салехарда

Отдых в России
10 красивых пород кошек черно-белого окраса 10 красивых пород кошек черно-белого окраса

Хотите себе «смокинговую» кошку? Обратите внимание на эти породы

VOICE
Устали быть «жилеткой» для друзей и близких? 3 совета, как это изменить Устали быть «жилеткой» для друзей и близких? 3 совета, как это изменить

Чрезмерное вовлечение в проблемы других людей может сыграть с вами дурную шутку

Psychologies
«Откуда берутся дети? Краткий путеводитель по переходу из лагеря чайлдфри к тихим радостям семейственности» «Откуда берутся дети? Краткий путеводитель по переходу из лагеря чайлдфри к тихим радостям семейственности»

Как во время беременности работает иммунитет

N+1
«Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать»: 100 лучших пословиц и поговорок «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать»: 100 лучших пословиц и поговорок

Пословицы и поговорки — не просто красивые фразы. В них отражен опыт народа

ТехИнсайдер
Математик и Рейх Математик и Рейх

Трагичная судьба немецкого математика Феликса Хаусдорфа

Знание – сила
Вот как в Хеттской империи сохраняли языковое богатство! Археологи установили ранее неизвестный язык Вот как в Хеттской империи сохраняли языковое богатство! Археологи установили ранее неизвестный язык

Хетты использовали мультикультурализм для достижения политической стабильности

ТехИнсайдер
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
В Британии нашли любовные письма, написанные в XVIII веке плененным французским морякам. Они похожи на современные переписки в WhatsApp В Британии нашли любовные письма, написанные в XVIII веке плененным французским морякам. Они похожи на современные переписки в WhatsApp

О чем писали люди XVIII века в любовных письмах?

Правила жизни
Ольга Погодина: «У меня нет проблем с Вселенной, мы с ней давно договорились» Ольга Погодина: «У меня нет проблем с Вселенной, мы с ней давно договорились»

Несмотря на смутные времена, когда все плохо, все равно нельзя останавливаться

Караван историй
«Вставь это немедленно»: почему сцены секса в литературе так плохи «Вставь это немедленно»: почему сцены секса в литературе так плохи

Почему писателям так трудно даются удачные постельные сцены?

Psychologies
Почему так дорого? Почему так дорого?

Как узнать, сколько стоит handmade-изделие: подсказки самозанятому

Лиза
«Главное — это вера и огромное терпение» «Главное — это вера и огромное терпение»

Диана Мирошникова рассказала о воспитании музыкой и знаковых встречах

OK!
Открыть в приложении