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

У горных горилл насчитали шестьдесят три жеста У горных горилл насчитали шестьдесят три жеста

Ученые описали жестовый репертуар диких горных горилл

N+1
Про напиток из цикория Про напиток из цикория

Есть время и место для кофе и есть время и место для цикория

Наука и жизнь
Не только человеческий рефлекс: все ли животные зевают? Не только человеческий рефлекс: все ли животные зевают?

Все ли живые организмы имеют рефлекс зевоты?

ТехИнсайдер
Эксперименты и смекалка. Как инженеры создают суперстекла для гражданской авиации и транспорта Эксперименты и смекалка. Как инженеры создают суперстекла для гражданской авиации и транспорта

Как создаются сверхпрочные стекла из уникального материала для самолетов

СНОБ
Дышать или не дышать: насколько эффективна дорогостоящая ксенонотерапия Дышать или не дышать: насколько эффективна дорогостоящая ксенонотерапия

Ксенонотерапия: что это за метод, безопасен ли он и насколько полезен в лечении?

Forbes
Наталия Сирадзе о Савелии Крамарове Наталия Сирадзе о Савелии Крамарове

Вдова Савелия Крамарова Наталия Сирадзе вспоминает о его жизни и творчестве

Коллекция. Караван историй
Роза севера Роза севера

Самые могущественные во Франции «спонсоры» подарили Шартрскому собору розу

Вокруг света
Совместно нажитые проблемы: пять главных мифов о разводах Совместно нажитые проблемы: пять главных мифов о разводах

Пять популярных, но ошибочных убеждений о разводах

Forbes
4 гормональных типа любви: кто вы — строитель или переговорщик? 4 гормональных типа любви: кто вы — строитель или переговорщик?

Как гормоны влияют на то, каких партнеров мы выбираем?

Psychologies
Классика жанра: 3 выдающихся фантастических романа 90-х, которые вы могли пропустить Классика жанра: 3 выдающихся фантастических романа 90-х, которые вы могли пропустить

Фантастические романы, которые до сих пор впечатляют идеями и сюжетами

ТехИнсайдер
Философия на грани безумия: чем болел Фридрих Ницше Философия на грани безумия: чем болел Фридрих Ницше

Фридрих Ницше: жизненный путь психически нездорового философа

Psychologies
Семь достоинств кофе Семь достоинств кофе

Научные исследования в корне меняют наши представления о кофе

Здоровье
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
Настоящий антидетектив Настоящий антидетектив

«Белый список»: Алиса Хазанова экранизирует расследование «Новой газеты»

Weekend
Монстры, гедонисты и бесконечно красивые моллюски: готико-романтический взгляд британских исследователей Монстры, гедонисты и бесконечно красивые моллюски: готико-романтический взгляд британских исследователей

Идейный фон и повседневность ученых прошлого

Знание – сила
Какой кофе бывает и как его выбрать: советы экспертов Какой кофе бывает и как его выбрать: советы экспертов

Как выбрать кофе домой?

РБК
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны

Самая дальняя в истории демонстрация оптической связи

ТехИнсайдер
Премия, или Поражение победителей, испытавших триумф Премия, или Поражение победителей, испытавших триумф

Как успех ученого может обернуться его же трагедией

Знание – сила
Big Data под угрозой: почему бизнес больше не стремится узнать все о своих клиентах Big Data под угрозой: почему бизнес больше не стремится узнать все о своих клиентах

Почему гонка за клиентскими данными у крупного бизнеса замедлилась

Forbes
Ветер в голове Ветер в голове

Что происходит у подростка в голове? Спойлер – это похоже на ядерный взрыв

Здоровье
Можно ли сделать квашеную капусту без соли: гипертоникам это будет интересно Можно ли сделать квашеную капусту без соли: гипертоникам это будет интересно

Одно из изысканнейших лакомств русской кухни и кладезь витаминов

ТехИнсайдер
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
Сезон простуд Сезон простуд

Сколько на самом деле длится сезон простуд и как его пережить без болезней

Лиза
Влюбленные в облаках и со стертой памятью: фильмы Мишеля Гондри от худшего к лучшему Влюбленные в облаках и со стертой памятью: фильмы Мишеля Гондри от худшего к лучшему

Все игровые фильмы одного из главных фантазеров современного кино Мишеля Гондри

Правила жизни
Как зимой выглядеть «дорого», не потратив много денег: 5 советов Как зимой выглядеть «дорого», не потратив много денег: 5 советов

Идеальные зимние наряды, которые будут смотреться дорого при небольших затратах

VOICE
На коне и с мечом в каждой руке: семь фильмов про женщин-воинов На коне и с мечом в каждой руке: семь фильмов про женщин-воинов

Фильмы, посвященные женщинам-воинам, вписавшим свое имя в историю

Forbes
«Отель «Ройал»: новое исследование харассмента от режиссера фильма о деле Вайнштейна «Отель «Ройал»: новое исследование харассмента от режиссера фильма о деле Вайнштейна

Как «Отель «Ройал» исследует тему харассмента в дальнем регионе Австралии

Forbes
Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры

Как креативным образом улучшить экологию Земли

ТехИнсайдер
Обжигаемый Солнцем: экскурсия на Меркурий Обжигаемый Солнцем: экскурсия на Меркурий

Какие же тайны и интересные особенности скрывает Меркурий?

Наука и жизнь
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
Открыть в приложении