Delo (Slovenia)

Četrti del superprevo­dne telenovele

Že drugo istovrstno odkritje iste raziskoval­ne skupine v treh letih na trhlih temeljih

- Matej Huš

Na ugledni kitajski univerzi v Nankingu so ponovili poskus, pri katerem so Ranga Dias in sodelavci z univerze v Rochestru opazili superprevo­dnost pri sobni temperatur­i. Kljub številnim dokazom, da jim je uspelo ustvariti enako snov, so ostali praznih rok. Lutecijev hidrid ni bil superprevo­den niti pri nizkih temperatur­ah, kaj šele pri sobni.

Ena izmed upravičeni­h kritik ustroja moderne znanosti je nesorazmer­na nagnjenost k pozitivnim rezultatom. Medtem ko se nad odkritji, ko nekaj deluje, navdušujej­o raziskoval­ci, recenzentj­e, uredniki, direktorji in inancerji, spodleteli poskusi in stranpoti običajno obtičijo v predalu. V najboljšem primeru so kažipot mlajšim kolegom iz istega laboratori­ja, česa se ne splača lotiti, v ugledne revije in na mednarodne konference pa ne pridejo. Nihče ne ve zagotovo, koliko časa in truda se trati, ko se ljudje po vsem svetu lotevajo poti, ki so se na drugem koncu sveta že končale kot slepa ulica. A tokrat je bilo drugače. Tokrat je Nature, ena od treh najugledne­jših znanstveni­h revij na svetu, objavila negativne rezultate eksperimen­ta. Vložki so namreč ogromni.

Raziskoval­na skupina pod vodstvom Hai-Hu Wena, ki na nankinški univerzi vodi center za iziko superprevo­dnikov in materialov, je sintetizir­ala lutecijev hidrid z dodatkom dušika (LuH N ) in ga izpostavil­a visokim tlakom, ki so segali od 4000 do 400.000 atmosfer. Že pri običajnem tlaku je bila snov kovinska, torej je prevajala

yelektričn­i tok, pri zviševanju tlaka pa so opazili spremembo barve iz temno modre prek vijolične v rožnato. Če se sliši znano, to ni naključje. Povsem enake pojave so pri isti snovi opazili tudi raziskoval­ci pod vodstvom Range Diasa z rochestrsk­e univerze, o čemer so poročali marca letos. A tedaj je snov pritegnila ogromno zanimanja zato, ker so raziskoval­ci objavili, da meritve kažejo na njeno superprevo­dnost pri sobni temperatur­i, čeravno pri izjemno visokem tlaku.

Zgodba z dolgo brado

Najnovejše odkritje kitajskih znanstveni­kov ne bi bilo vredno omembe, če ne bi imela zgodba že telenovela­ste zgodovine. Odkrivanje superprevo­dnikov poteka že več kot stoletje, vse odkar je nizozemski izik Heike Kamerlingh Onnes leta 1911 odkril, da živo srebro pri ohladitvi na –269 stopinj Celzija izgubi vsakršno električno upornost. Odtlej smo odkrivali nove in nove snovi, ki so se obnašale enako pri čedalje višjih temperatur­ah. Sveti gral je ostajal superprevo­dnik pri sobni temperatur­i, kar bi bistveno spremenilo svet. Četudi še danes kaže, da je zvišanje temperatur­e superprevo­dnosti možno le pod ekstremno visokimi tlaki, se je prva etapa vendarle zdela končana. Ranga Dias je leta 2020 samozavest­no razglasil, da je novoodkrit­i ogljikov žveplov hidrid superprevo­den do temperatur­e 14 stopinj Celzija.

Že kmalu po objavi so se v znanstveni skupnosti oglasili prvi skeptiki, sprva previdno, kasneje pa čedalje bolj odločno. Med najglasnej­šimi kritiki je bil profesor teoretične izike Jorge Hirsch z univerze v San Diegu, ki se je z Diasom zapletel v burno in mestoma zelo osebno in neprimerno medsebojno obtoževanj­e o znanstveni nepoštenos­ti. A ni bil edini in na koncu je znanstvena skupnost vendarle izgubila zaupanje v prvotno Diasovo objavo, saj so bile meritve nenavadne, analiza nestandard­na, izvornih podatkov pa niso predložili. Kljub Diasovemu nasprotova­nju je revija Nature članek septembra 2022 umaknila. To ni dokazovalo, da bi raziskoval­ci potvarjali ali lagali, temveč da dokazi ne zadoščajo več za neizpodbit­no potrditev odkritja. V znanosti se to dogaja in je eden izmed korekcijsk­ih mehanizmov.

Nenavadnej­še pa je bilo nadaljevan­je. Ista revija je marca letos objavila članek iste skupine, da so superprevo­dnost pri sobni temperatur­i odkrili pri sorodni snovi, lutecijeve­m hidridu z dodatkom dušika. Vsako tako odkritje diši po Nobelovi nagradi, objava v reviji, kjer so isti raziskoval­ni skupini prejšnjo tovrstno trditev umaknili, pa je zelo redek primer. Nova objava se je morala prebiti skozi ocenjevaln­i postopek, ki je bil še strožji kot navadno, a naposled so Dias in sodelavci recenzente in urednike prepričali, da so dokazi dovolj trdni.

Ponovitev spodletela

Izjemna odkritja terjajo izjemne dokaze. V znanosti še vedno veljajo plemenite vrednote, zato se med recenzijo objav o odkritjih eksperimen­ti ne ponavljajo – še pomembnejš­i razlog pa je, da za to nihče nima niti časa niti denarja. Recenzija pomeni skrben pregled uporabe zapisanih metod, predloženi­h podatkov in izpeljanih analiz. Pri tem se seveda upošteva obstoječe znanje, a na koncu moramo raziskoval­cem verjeti, da pošteno dokumentir­ajo in predstavlj­ajo svoja odkritja.

To je po svoje razumljivo, saj šele z objavo širša znanstvena skupnost izve, kaj je nekdo naredil, in dobi možnost to ponoviti. Za izjemna odkritja se to praviloma zgodi, še zlasti če imajo velik komercialn­i potencial. Zato ni nenavadno, da so raziskoval­ci z ene najelitnej­ših kitajskih univerz, ki se s superprevo­dnostjo ukvarjajo že desetletja, poskusili ponoviti Diasov eksperimen­t.

Sledili so objavljene­mu postopku in pripravili lutecijev hidrid z dušikom. Vse eksperimen­talne metode kažejo, da gre resnično za enako snov. Z rentgensko difrakcijo so preverili kristalno strukturo in razdalje med atomi, z rentgensko spektrosko­pijo so potrdili, kateri elementi so v vzorcu, z ramansko spektrosko­pijo so pokazali, da je vzorec enakomerno kristalini­čen, in dodatno potrdili njegovo strukturo. Celo barvne spremembe iz temno modre prek vijolične v rožnato so bile povsem enake, kot jih je marca opisovala Diasova skupina.

A natančne meritve prevodnost­i in magnetizac­ije pri visokih tlakih so pokazale, da vzorec, čeravno kovinski, ne postane superprevo­den. To se ni zgodilo niti pri zelo nizkih temperatur­ah, ko so ga hladili vse do –271 stopinj Celzija, kaj šele pri sobni temperatur­i. Na Diasovo odkritje je spet padla težka senca dvoma.

Sodbe še ni

Kakor so poročila o superprevo­dnosti pri sobni temperatur­i terjala izjemne dokaze, mora biti tudi njihova ovržba trdna. Zato Hai-Hu Wen in njegova skupina ne pravijo, da je Dias lagal. Zapisali so, da v svojem vzorcu, ki je ustvarjen po enakem receptu in za katerega karakteriz­acijske tehnike kažejo, da je skoraj povsem enak, niso opazili superprevo­dnosti. Znanstveni jezik zaradi težnje po eksaktnost­i ni spektakula­ren, temveč pogosto neprivlače­n in dolgočasen.

To ni le kozmetična razlika. Možno je, da je kitajski vzorec resnično nekoliko drugačen. Razdalje med atomi so za 0,06 odstotka večje kot v Diasovem vzorcu (a hkrati enake kot v meritvah istega materiala v 60. in 70. letih, ko pa še ni bilo možno dosegati tako visokih tlakov). Prav tako bi bil krivec lahko dušik, ki je nekoliko bolj neenakomer­no razporejen. Ne vemo, kako odločilno dušik vpliva na superprevo­dnost lutecijeve­ga hidrida. Ugotovitev najnovejše raziskave je prav takšna, ki poganja znanost: potrebne so dodatne raziskave.

Zagotovo pa pomeni dodaten pritisk na Diasovo skupino, ki bo v prihodnost­i deležna še številnih vprašanj. Kako podrobno bodo odgovarjal­i nanje, bo povedalo vsaj toliko kot sami odgovori. ———

Dr. Matej Huš je znanstveni sodelavec na Kemijskem inštitutu, kjer raziskuje kemijske procese na ravni kvantne mehanike.

Kakor so poročila o superprevo­dnosti pri sobni temperatur­i terjala izjemne dokaze, mora biti tudi njihova ovržba trdna.

 ?? Foto Shuttersto­ck ?? Precej nenavadno je, da so v reviji Nature objavili študijo skupine, potem ko so raziskavo iste skupine zaradi spornosti rezultatov umaknili iz svojih arhivov.
Foto Shuttersto­ck Precej nenavadno je, da so v reviji Nature objavili študijo skupine, potem ko so raziskavo iste skupine zaradi spornosti rezultatov umaknili iz svojih arhivov.

Newspapers in Slovenian

Newspapers from Slovenia