През 2020 г. Ранга Диас (Ranga Dias) бе изгряваща звезда в света на физиката. Изследовател в Университета на Рочестър в Ню Йорк, Диас постигна широко признание с твърдението си, че е открил първия свръхпроводник при стайна температура, материал, който провежда електричество без съпротивление при температура на околната среда.
Диас публикува тази констатация в забележителен документ за Nature [1].
НаукаOFFNews също отрази голямата новина: "Свръхпроводимостта при стайна температура е постигната след 109 години опити".
Близо две години по-късно този документ бе оттеглен. Но не след дълго Диас обяви още по-голям резултат, също публикуван в Nature: друг свръхпроводник при стайна температура [2]. За разлика от предишния материал, най-новият се предполага, че е работил при сравнително умерено налягане, разкривайки привлекателната възможност за приложения като свръхпроводящи магнити за медицински изображения и мощни компютърни чипове.
Повечето свръхпроводници работят при изключително ниски температури, под 77 келвина (−196 °C). Така че постигането на свръхпроводимост при стайна температура (около 293 K или 20 °C) би било "забележително явление", коментира Питър Армитидж (Peter Armitage), изследовател на кондензирана материя в университета Джон Хопкинс в Балтимор, Мериленд.
Но Диас вече е печално известен със скандала, който заобикаля работата му. Nature оттегля и втората му статия [2], след като много други изследователски групи се опитаха и не успяха да възпроизведат резултатите на Диас за свръхпроводимост. Някои изследователи смятат, че провалът е причинил сериозни щети. Скандалът "навреди на кариерите на млади учени – или в тази област, или обмислящи да навлязат в тази област", отбелязва Пол Канфийлд (Paul Canfield), физик от Щатския университет на Айова в Еймс.
Предишни репортажи на The Wall Street Journal, новинарският екип на Science и Nature документираха твърдения, че Диас е манипулирал данни, изплагиатствал значителни части от дисертацията си и се опитал да попречи на разследването на друга статия чрез фабрикуване на данни.
Три предишни разследвания на работата на Диас по свръхпроводимост от Университета в Рочестър не откриват доказателства за неправомерно поведение. Но миналото лято университетът започва четвърто разследване, ръководено от външни за университета експерти. През август 2023 г. Диас бе лишен от своите студенти и достъп до лаборатории. Четвъртото разследване вече е завършено и според говорител на университета външните експерти са потвърдили "загрижеността си относно надеждността на данните" в документите на Диас.
Сега новинарският екип на Nature разкрива нови подробности за това как се е развил скандалът.
Екипът на новините интервюира няколко от бившите студенти на Диас, които са били съавтори на неговото изследване на свръхпроводимостта. Интервюираните пожелаха анонимност, тъй като са се опасявали за негативното въздействие върху кариерата им. Новинарският екип на Nature доказва твърденията на студентите с потвърждаващи документи, в т.ч. документите, свързани с приемането на двете статии в Nature и последващото им оттегляне.
Разследването разкрива нови подробности за това как Диас е изкривил доказателствата за свръхпроводимостта при стайна температура - и показва, че той е крил информация от своите студенти, манипулирал ги е и ги е изключил от ключови стъпки в изследователския процес. Разследването също така разкрива за първи път какво се е случило по време на процеса на партньорска проверка за втората статия на Диас в Nature за свръхпроводимостта. Диас не дава коментар на разследващия екип.
Заедно доказателствата повдигат въпроси защо проблемите в лабораторията на Диас не са предизвикали по-строги действия и по-скоро от неговите сътрудници, от екипа на списание Nature и от неговия университет.
Нулево съпротивление
Диас идва в Университета в Рочестър през 2017 г., скоро след постдокторантската стипендия в Харвардския университет в Кеймбридж, Масачузетс, където работи под ръководството на физика Айзък Силвера. "Той е не само много талантлив учен, но и честен човек", заявява Силвера пред новинарския екип на Nature.
След като Диас се установява в Рочестър, започва да изследва високотемпературната свръхпроводимост. Три години по-рано физиците от тази област са въодушевени, когато изследователи в Германия откриват свръхпроводимост под формата на сероводород с формула H3S при 203 K (−70 °C) и при изключително високи налягания [3]. Това е много по-висока температура от която и да е на свръхпроводник преди, което дава надежда на изследователите, че свръхпроводимостта при стайна температура е на една крачка.
Диас предлага да се добави въглерод към H3S, което да доведе до свръхпроводимост при още по-високи температури.
Негови бивши студенти разказват, че са синтезирали проби от въглерод, сяра и водород (CSH), но не са направили измервания на електрическо съпротивление или магнитна чувствителност, които да показват свръхпроводимост. Когато свръхпроводящ материал се охлади над критична температура, неговото електрическо съпротивление пада рязко до нула и материалът показва подобна рязка промяна в своите магнитни свойства, наречена ефект на Майснер. Студентите подчертават, че не са наблюдавали тези ключови признаци на свръхпроводимост в CSH.
Затова пък студентите съобщават, че са били шокирани, когато Диас им изпраща ръкопис на 21 юли 2020 г., обявявайки откритието на свръхпроводимост при стайна температура в CSH. Имейлите, видяни от новинарския екип, показват, че студентите са имали малко време да прегледат ръкописа: Диас изпраща чернова в 17:13 ч. и доклада в Nature в 20.26 ч. същата вечер.
Когато студентите попитали Диас за зашеметяващите нови данни, според тях той им казал, че е взел всички данни за съпротивлението и магнитната чувствителност, преди да дойде в Рочестър. Новинарският екип получава имейли, които показват, че Диас прави подобни твърдения от 2014 г. насам. В имейлите Диас казва, че е наблюдавал базиран на сяра свръхпроводник с температура над 120 K - което е сравнително високо, но далеч от стайна температура. Студентите си спомнят, че са се почувствали странно от обяснението на Диас, но не са подозряли нещо непочтено по това време. Като сравнително неопитни, те казват, че са се доверили на своя ръководител.
По време на партньорската проверка обаче твърденията на Диас за CSH срещат повече съпротива. Новинарският екип на Nature получава докладите и на тримата рецензенти, които преглеждат ръкописа. Двама от рецензентите са загрижени за липсата на информация за химическата структура на CSH. След три кръга на преглед само един рецензент подкрепя публикацията.
Новинарският екип показва тези доклади на петима специалисти по свръхпроводимост. Те споделят някои от опасенията на рецензентите, но казват, че не е било неразумно редакторите на Nature да са приели статията, като се има предвид силно положителният доклад от един рецензентент и това, което е било известно по това време.
Документът бе публикуван на 14 октомври 2020 г. с фанфари. Диас и съавторът му, Ашкан Саламат (Ashkan Salamat), физик от Университета на Невада, Лас Вегас (UNLV), също така обявяват новото си начинание: компанията Unearthly Materials, базирана в Рочестър, създадена за разработване на свръхпроводници, които работят при стайна температура и налягане.
По това време студентите казват, че са се доверили на обясненията на Диас откъде идват данните за съпротивлението и магнитната чувствителност. Сега обаче те вече не вярват нито на резултата, нито на обяснението на Диас за данните.
Интересно свойство на свръхпроводящите материали е ефектът на Майснер, при който магнитните полета се неутрализират вътре в свръхпроводящия материал. Това кара линиите на магнитното поле да се преместят около материала. Ако върху свръхпроводящ материал се постави малък постоянен магнит, силата на отблъскване на тези силови линии на магнитното поле ще доведе до неговото левитиране. Кредит: University of Rochester photo / J. Adam Fenster
Възникват въпроси
Скоро след публикуването на статията за CSH, Хорхе Хирш (Jorge Hirsch), теоретик на кондензираната материя в Калифорнийския университет в Сан Диего, започна да оказва натиск върху Диас да пусне необработените данни за магнитната чувствителност, които не са включени в статията. Повече от година по-късно Диас и Саламат най-накрая правят необработените данни публични.
През януари 2022 г. Хирш и Дирк ван дер Марел (Dirk van der Marel), пенсиониран професор в Женевския университет в Швейцария, публикуват анализ на необработените данни на сървъра за препринти arXiv [4]. Те съобщават, че точките от данни са разделени от подозрително равномерни интервали - всеки точно кратен на 0,16555 нановолта. Хирш и ван дер Марел заявяват, че тази особеност е доказателство за манипулиране на данни.
Диас и Саламат отговарят в предпринт на arXiv, твърдейки, че интервалите на напрежение са просто резултат от изваждане на фона [5], a впоследствие предпринтът е оттеглен от администраторите на arXiv.
При експерименти с високо налягане сигналът за свръхпроводимостта на пробата - спад в напрежението - може да бъде заглушен от фонов шум. Изследователите понякога изваждат този фон, но документът за CSH не споменава техниката.
Въпросите относно данните карат екипа на списание Nature да разгледат погледне по-детайлно. В отговор на опасенията на Хирш и ван дер Марел, редакторите на Nature ангажират четирима нови рецензенти да участват в преглед след публикуването на статията за CSH, който, както повечето партньорски прегледи, бе поверителен.
Сега новинарският екип на Nature получава докладите, които показват, че двама от анонимните рецензенти не са открили доказателства за неправомерно поведение. Но двама други рецензенти, физиците Брад Рамшоу (Brad Ramshaw) от университета Корнел в Итака, Ню Йорк, и Джеймс Хамлин (James Hamlin) от университета на Флорида в Гейнсвил, откриват сериозни проблеми със статията.
По-специално, Хамлин намира доказателства, които го карат да заключи, че необработените данни са били променяни. Nature прилага бележка на редактора към статията за CSH на 15 февруари 2022 г., предупреждавайки читателите за опасения относно данните.
На 4 март 2022 г. Диас и Саламат изпращат опровержение до рецензентите, отричайки манипулиране на данни. Но опровержението, видяно от новинарския екип, не дава обяснение за проблемите, които Хамлин и Рамшоу са открили в необработените данни за магнитна чувствителност.
"Не знам за някакъв разумен начин това да се случи", пише Рамшоу в имейл от 13 март до екипа на Nature за ръкописи в отговор на опровержението. "Най-простото заключение би било, че всички тези набори от данни са генерирани на ръка и всъщност не са измерени."
На 27 март 2022 г. Хамлин изпраща на екипа на списание Nature отговора си на опровержението, който предлага обяснение за странните данни: вместо да извлича публикуваните данни от необработени данни, Диас е добавил шум към публикуваните данни, за да генерира набор от 'необработени данни.
За да оцени доказателствата за фабрикуване на данни, новинарският екип на Nature миналия месец омоли двама специалисти по свръхпроводимост да прегледат докладите след публикуването. Те заявяват, че анализът на Хамлин дава достоверност на твърденията за неправомерно поведение.
През юли 2022 г., използвайки различен анализ, ван дер Марел и Хирш независимо един от друг стигат до същото заключение и публикуват своите констатации в arXiv като актуализация на техния оригинален препринт. В него те заявяват, че необработените данни трябва да са съставени от публикуваните данни [6].
В светлината на тези опасения Nature започва процес за оттегляне на статията за CSH. На 11 август редакторите на Nature изпращат имейл до всички съавтори, питайки ги дали са съгласни с оттеглянето. Студенти, които са говорили с новинарския екип, казват, че са били изненадани от това, тъй като Диас ги е държал настрана от процеса на прегледа след публикуване. Те остават в неведение за нито една от констатациите на рецензентите, включително че има доказателства за фалшифициране на данни.
Схема на експеримента на Диас и Саламат. Кредит: University of Rochester
Nature оттегля документа за CSH на 26 септември 2022 г. с известие, което гласи, че "проблемите подкопават доверието в публикуваните данни за магнитната чувствителност като цяло и съответно оттегляме документа". Карл Зиемелис (Karl Ziemelis), главен редактор за приложни и физически науки на Nature, отбелязва, че разследването на списанието е прекратено веднага щом редакторите са загубили доверие в статията, което "оставя други технически проблеми неразрешени".
Оттеглянето не посочва какво са открили Хамлин и Рамшоу в процеса на преглед след публикуване, подбуден от Nature: че необработените данни вероятно са изфабрикувани.
Публично Диас продължава да настоява, че CSH е легитимен и че оттеглянето се дължи просто на неясно техническо несъгласие.
Докато редакторите на списание Nature проучват статията за CSH, университетът в Рочестър провежда две разследвания на работата на Диас; отделна последва оттеглянето. Едно от запитванията на университета бе в отговор на анонимен доклад, който включваше някои от доказателствата, показващи възможно фалшифициране на данни, появили се по време на прегледа след публикуването на Nature.
Университетът каза на новинарския екип на Nature, че трите разследвания по отношение на проучването CSH не са открили доказателства за неправомерно поведение.
Говорител на Nature казва, че списанието е взело предвид заключенията на университета по време на обсъжданията си, но все пак е решило да оттегли статията.
Липсата на стандарти за цялата индустрия за разследване на неправомерно поведение оставя неясно дали отговорността за разследване се пада повече върху списанията или върху институциите. Зиемелис казва:
"Твърденията за възможно неправомерно поведение са извън обхвата на партньорската проверка и се разследват по-подходящо от приемащата институция."
Студентите, които разговарят с новинарския екип на Nature, казват, че никой от тях не е бил интервюиран в трите разследвания на работата върху CSH от университета, за което не са знаели по това време. "Надявахме се някой да дойде да говори с нас", казва един студент. "Никога не се случи."
Нови претенции
По времето, когато статията за CSH бе разгледана от редакторите на списание Nature в началото на 2022 г., студентите на Диас вече се тревожат. През лятото на 2021 г. Диас им поръчва да изследват съединение от лутеций и водород (LuH), което според него може да е високотемпературен свръхпроводник.
Те започват да тестват закупени от търговската мрежа проби от LuH и не след дълго един студент измерва съпротивлението, което пада до нула при температура от около 300 K (27 °C). Диас заключава, че материалът е свръхпроводник при стайна температура, въпреки че има изключително малко доказателства, разказват няколко студенти пред Nature. "Ранга бе убеден", отбелязва един студент.
Но измерванията са засегнати от систематични грешки, които студентите казват, че са споделили с Диас. "Бях много, много загрижен, че една от сондите, докосващи пробата, е счупена", разказва един студент. "Можем да измерваме нещо, което изглежда като свръхпроводяща капка, но се заблуждаваме." Въпреки че учениците забелязват спадове на съпротивлението в няколко други проби, липса на последователност в пробите или дори при повтарящи се измервания на една проба, съобщават те на новинарския екип на Nature.
Тъй като не са били консултирани относно документа за CSH, студентите казват, че са искали да се уверят, че са включени в процеса на писане на документа за LuH. Според студентите Диас първоначално се съгласил да ги включи. "След това, един ден, той ни изпраща имейл: "Ето я статията. Ще я предам", разказва един студент.
Диас изпраща първата чернова на документа за LuH в имейл в 2.09 ч. сутринта на 25 април 2022 г. "Моля, изпратете ми вашите коментари до 10:30 ч. сутринта", пише Диас. "Днес го представям". Документът, който получават, не съдържа числа, което затруднява оценката. Студентите убеждават Диас да отложи изпращането до следващия ден, за да могат да го обсъдят лично.
Студентите пишат меморандум за събитията четири дни по-късно, който дава подробности за това как учениците изразяват притесненията си и Диас ги отхвърля. Студентите смятат, че проектът е подвеждащ, тъй като включва описание как да се синтезира LuH, а в действителност всички измервания са направени върху закупени от търговската мрежа проби от LuH.
Студентите казват, че също са изразили загриженост относно данните за натиска, докладвани в проекта. "Нито една от тези точки на натиск не отговаря на нищо, което ние действително сме измерили", разказва един студент. Според меморандума Диас отхвърля опасенията им: "Натискът е шега".
Студентите казват, че Диас им е дал ултиматум: или ще махне имената им или да му позволят да изпрати черновата. Въпреки притесненията си, студентите казват, че не са имали друг избор, освен да се съгласят. "Просто си спомням, че бях много уплашен", разказва един студент. Студентът казва, че съжаляват, че не са говорили повече с Диас. "Но тогава бе страшно. Ами ако го направя и той превърне остатъка от живота ми в кошмар?"
Диас прави някои поискани от студентите промени, но пренебрегва други; изпратеният ръкопис съдържа описание на процедура за синтез, която не бе използвана. Той изпраща статията за LuH на Nature същата вечер.
Проблеми със статията
След като Nature публикува статията за LuH през март 2023 г., много учени се отнасят критично към решението на списанието, предвид слуховете за неправомерно поведение около оттеглената статия за CSH. Те искат да знаят на какво основание Nature сса решили да го приемат. (В случая и на двата документа нито докладите за партньорска проверка, нито самоличността на рецензентите бяха разкрити.) Новинарският екип на Nature получава тези рецензии и може за първи път да разкрие какво се е случило по време на процеса на преглед на статията за LuH. Редакторите на Nature получават статията през април 2022 г. (около месец след като Nature получава докладите за преглед след публикуване на статията за CSH) и я изпращат на четирима рецензенти.
И четиримата рецензенти са на мнение, че констатациите, ако са верни, са много значими. Но те подчертават предпазливостта при приемането на статията поради изключителния характер на претенциите. Референт 4 пише, че списанието трябва да внимава с такива извънредни твърдения, за да избегне друга "афера Шьон", имайки предвид мащабното фабрикуване на данни от германския физик Ян Хендрик Шьон, което се превърна в предупреждение и доведе до оттегляне на десетки статии, седем от тях в Nature. Рецензенти 2 и 3 също изразяват загриженост относно резултатите поради статията за CSH, която по това време има бележка на редактора, но все още не бе оттеглена. Референтите повдигат множество проблеми, от липсата на подробности за процедурата на синтез до необясними характеристики в данните.
Въпреки че Диас и Саламат успяват да успокоят някои от тези опасения, рецензентите казват, че отговорите на авторите са "незадоволителни" и статията преминава през пет етапа на преглед. В крайна сметка само един съдия каза, че има солидно доказателство за свръхпроводимост, а друг даде квалифицирана подкрепа за публикуване. Другите двама рецензенти не изразяват подкрепа за публикуване, а един от тях остава недоволен от отговорите на авторите и иска да бъдат направени повече измервания.
Новинарският екип отправя молба към петима специалисти по свръхпроводимост да прегледат ключовата информация, налична за редакторите на списание Nature, когато обмислят статията за LuH: рецензентентските доклади за статията за LuH и докладите, показващи фабрикуването на данни в статията за CSH. И петимата казват, че документите повдигат сериозни въпроси относно валидността на резултатите от статията за LuH и целостта на данните.
"Вторият документ – според моето разбиране за сроковете – бе обмислен, след като редакторите на Nature и голяма част от общността на кондензираната материя разбраха, че има дълбоки проблеми" с документа за CSH, казва Канфийлд. Специалистите също така посочват негативни коментари от някои от рецензентите за LuH, като например наблюдението на рецензент 1, че "суровите данни не изглеждат като характеристика, съответстваща на свръхпроводящ преход".
На въпроса защо Nature е разгледал статията LuH на Диас, след като е списанието е билоа предупредено за потенциално неправомерно поведение в предишната статия, Магдалена Скипър (Magdalena Skipper), главен редактор на Nature, заявява:
"Нашата редакционна политика разглежда всяко подаване само по себе си."
Скипър се обосновава, че решенията трябва да се вземат въз основа на научното качество, а не на това кои са авторите.
Много други списания имат подобни политики и насоките на Комитета по етика на публикациите гласят, че рецензентите не трябва да "не позволяват рецензиите им да бъдат повлияни от произхода на ръкописа".
Но не всички списания казват, че третират подаванията независимо. Ван дер Марел (Van der Marel), който е главен редактор на Physica C, съобщава, че би взел предвид минали обвинения в неправомерно поведение, ако оценява нова статия от същия автор.
"Ако имате основателни причини да се съмнявате в достоверността на авторите, не сте длъжни да публикувате", заявява Ван дер Марел.
В процес на преразглеждане
Скоро след като документът за LuH бе публикуван през март 2023 г., той бе подложен на допълнително наблюдение. Няколко екипа изследователи независимо се опитаха да възпроизведат резултатите. Една група, използвайки проби от лабораторията на Диас, докладва измервания на електрическо съпротивление, които според нея показват високотемпературна свръхпроводимост [7]. Но множество други опити за репликация не откриват доказателства за свръхпроводимост при стайна температура в съединението.
Както бе съобщено по-рано в Science, през май Хамлин и Рамшоу изпращат на Nature официално писмо, изразяващо загриженост. Диас и Саламат отговарят на проблемите по-късно същия месец, но студентите казват, че не са били включени в отговора и са научили за опасенията много по-късно.
На 25 юли 2023 г. списанието започва преглед след публикуването и предлага на четирима нови рецензенти да оценят спора. Всички рецензенти са на мнение, че има сериозни проблеми с данните и че Диас и Саламат не са "убедително разгледали" проблемите, повдигнати от Хамлин и Рамшоу. Говорител на Nature заявява, че списанието е комуникирало с представители на университета в Рочестър по време на прегледа след публикуването.
Видео на Университета в Рочестър за работата на Диас. Кредит: University of Rochester
Отделно, студентите на Диас започват да се мобилизират, преразглеждайки LuH данните, до които имат достъп, нещо което не са правили преди, защото, казват те, Диас е правел почти всички фигури и графики и в двата документа в Nature.
За новинарския екип това е странно, защото главният изследовател обикновено не произвежда нагледните материали.
Студентите съобщават, че са били особено загрижени за измерванията на магнитната чувствителност - отново, необработените данни изглежда са били променени. Разглеждайки реалните необработени данни, казва един студент, материалът не изглежда като свръхпроводник. Но когато Диас изважда фона, студентът споделя, че "коренно се обръща кривата с главата надолу и започва да изглежда свръхпроводяща".
Те продължават да намират проблеми. За измерванията на съпротивлението предполагаемите необработени данни също не съвпадат с действително взетите в лабораторията данни. Вместо това са променени, за да изглеждат по-добре.
"Науката може да бъде наистина объркана … някои от тези резултати изглеждат твърде добре", коментира студент.
"Дълбоко разочароваща ситуация"
През лятото Диас започва да се сблъсква с други проблеми. Една от статиите му в Physical Review Letters [8] - несвързана със свръхпроводимостта при стайна температура - бе оттеглена, след като списанието намира убедителни доказателства за фабрикуване на данни. Приблизително по същото време Диас бе лишен от студентите си и университетът в Рочестър започва четвърто разследване.
Скандалът оказва силно влияние и върху екипа на списание Nature.
"Това бе дълбоко разочароваща ситуация и ние разбираме силата на чувствата, които случаят предизвика в общността", коментира Зиемелис. "Разглеждаме този случай внимателно, за да видим какви уроци могат да бъдат извлечени за в бъдеще."
След като разследването на университета вече е приключило, Диас остава в Рочестър, докато протича отделен процес за разглеждане на "действия на персонала". Той няма студенти, не преподава никакви класове и е загубил достъп до лабораторията си според множество източници. Престижната субсидия на Диас от NSF в размер на 333 283 щатски долара, оставащи за изплащане до 2026 г. - също може да бъде застрашена, ако NSF намери причина да я прекрати.
Диас не е публикувал повече статии за LuH, но в X (бившия Twitter), понякога публикува актуализации за материала. В туит от 19 януари Диас сподели изображение с данни, което според него показват ефекта на Майснер – "окончателно доказателство за свръхпроводимост!"
-
Snider, E. et al. Nature 586, 373–377 (2020); retraction 610, 804 (2022).
-
Dasenbrock-Gammon, N. et al. Nature 615, 244–250 (2023); retraction 624, 460 (2023).
-
Drozdov, A. P., Eremets, M. I., Troyan, I. A., Ksenofontov, V. & Shylin, S. I. Nature 525, 73–76 (2015).
-
van der Marel, D. & Hirsch, J. E. Preprint at https://arxiv.org/abs/2201.07686v1 (2022).
-
Dias, R. P. & Salamat, A. Preprint at https://arxiv.org/abs/2201.11883 (2022).
-
van der Marel, D. & Hirsch, J. E. Preprint at https://arxiv.org/abs/2201.07686v6 (2022).
-
Salke, N. P., Mark, A. C., Ahart, M. & Hemley, R. J. Preprint at https://arxiv.org/abs/2306.06301 (2023).
-
Durkee, D. et al. Phys. Rev. Lett. 127, 016401 (2021); erratum 130, 129901 (2023); retraction 131, 079902 (2023).
Източник: Superconductivity scandal: the inside story of deception in a rising star's physics lab, Nature
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари