שתיקה רועמת בעקבות הטענות למציאת על מוליך בטמפרטורת החדר

האם סוף סוף התגלה על מוליך בטמפרטורת החדר? ספק רב. הקהילה המדעית חושדת באמינות הממצאים והסיבה לכך ברורה, החוקר שחתום על הגילוי טען לכך בעבר ונהדף על ידי עמיתיו בטענה לשגיאות בניסוי.

ביום שלישי שעבר, כאשר רנגה דיאס, פיזיקאי מאוניברסיטת רוצ’סטר הצהיר שהצליח יחד עם צוותו להנדס חומר על מוליך בטמפטורת החדר, אף אדם לא פצה פה. בכנס הפיזיקאים האמריקאי שהתקיים בלאס וגאס דיאס טען שנגע בגביע הקדוש שעליו מדברים כבר מאה שנה: חומר שמוליך אלקטרונים ללא התנגדות חשמלית בטמפרטורת החדר.

שנים שפיזיקאים פנטזו על היתרונות הטכנולוגיים שיצמחו מעל מוליך שכזה. בכנס הפיזיקאים האחרון דיאס פירט כמה מהם, בין היתר הוא ציין את שילובים של על מוליכים בטכנולוגיות להיתוך גרעיני ובאמצעי תחבורה, שבהן נעשה כבר שימוש חלקי, אך תפקודם דורש הקפאה לטמפרטורה הנמוכה מ-5 קלווין (כמינוס 268 מעלות צלזיוס). כשדיאס שאל את הקהל ״האם אתם מכירים את הסרט בחזרה לעתיד?״, בה הדמות הראשית מרחפת על סקטבורד, אף אחד לא ענה, אולי מבושה, אולי מהלם, אבל אחרי שתיקה רועמת הוא אמר בהתלהבות ״אלו דברים שיכולים להיות מציאותיים״.

במהלך הרצאתו ושל שותפיו למחקר, דיאס וקבוצתו חשפו פרטים על הרכב החומר, על תהליך הגילוי ועל הבדיקות שנערכו על ההרכב הכימי של החומר, על המבנה, על התכונות האופטיות והחשמליות שלו, שהובילו את החוקרים להסיק שהחומר אכן מתנהג כעל מוליך. ל-Physics Magazine דיאס סיפר ש״בפרק שיטות הניסוי הסברנו כיצד עשינו זאת ואם מישהו יהיה מעוניין לקבל דוגמיות של החומר אנחנו פתוחים לדיון ולשיתופי פעולה״.

החומר שבמוקד השיח הינו הרכב ייחודי של חנקן, לוטציום ומימן ובשמו הלועזי המקוצר NLH. כפי שחשף דיאס בתמונות שצולמו על ידי עמיתיו, בטמפרטורת החדר, החומר נראה כחלחל ומתנהג כמתכת רגילה. בלחץ של 1-ג׳יגה פסקל לעומת זאת, החומר הופך לוורוד ומסיבה שעדיין לא לגמרי ברורה הוא מתנהג כעל מוליך. אם הלחץ גדל אף יותר, החומר משנה את צבעו לאדום וחוזר להתנהג כמתכת רגילה. החוקרים הראו שבטווח הלחצים הנכון, ההתנגדות של החומר צונחת לאפס ומוליכות החום שלו משתנה באופן חד. כל הממצאים שצוינו פורסמו בכתב העת המפורסם Nature.

החומר של דיאס שייך למשפחת החומרים העשירים במימן שנחזו בעבר כחומרים האמורים להתנהג כעל מוליכים בתנאים מסוימים. בעבר, מדענים הראו שחומרים עתירי מימן המעורבבים עם גופרית או לנתן מתנהגים כעל מוליך, בסביבות 203 קלווין, 250 קלווין (ומטה, סביב מינוס 70, מינוס 20 מעלות צלזיוס) בהתאמה. כדי שהחומר יתנהג כעל מוליך בטמפרטורות כאלה גבוהות (יחסית), הוא חייב להימצא תחת לחץ עצום, עוצמתי יותר מהלחץ המורגש בקרקעית האוקיינוסים, כ-155 ג׳יגה פסקל או 170 ג׳יגה פסקל, בהתאמה. לשם השוואה, הלחץ האטמוספרי הוא כמאה אלף פסקל, כלומר נדרש להפעיל על החומר לחץ הגדול פי מיליון יותר מהלחץ שהאטמוספירה מפעילה עלינו. לעומתם, כדי שהחומר של דיאס יהיה על מוליך, נדרש לצנן אותו לטמפרטורה של 294 מעלות (כ-21 מעלות צלזיוס) ולהפעיל עליו 1 ג׳יגה פסקל, פי עשרת אלפים מהלחץ האטמוספרי. לשם השוואה, זהו לחץ הנמוך פי עשרה מהלחץ המופעל על אטומי הפחמן במעבדות לייצור יהלומים סינטטיים.

אם מישהו היה מכריז דבר כזה, הייתם מצפים שהוא יוצף ויותקף בשאלות ותהיות, אבל הפעם הקהל הביע הססנות והשתיקה הייתה רועמת. מעטים האנשים ששאלו מתוך נימוס שאלות טכניות, כמו למשל איך הצליחו להגדיל את הריכוז של החנקן בחומר. לא היו שום קריאות של שמחה, התרגשות או מחיאות כפיים, והסיבה לכך ברורה. הקהל שמע על כך בעבר, והתאכזב.

ב-2020, דיאס ושותפיו פירסמו מאמר בנייצ׳ר שהכריז על על-מוליך בטמפרטורה מעט קרירה יותר, ובלחץ הגדול פי 267 מ-NLH. מדענים ברחבי העולם הביעו התרגשות רבה והתקשורת הפופולארית סיקרה את הנושא בהרחבה אך לאחר שנתיים הקהילה המדעית מצאה שגיאות ובעיות בניסוי של דיאס. כמובן שדיאס הדף את הטענות ואף הדגיש שהוא הצליח לשחזר את התוצאות מהניסוי ההוא, אך הקהילה עדיין ספקנית, ולא בכדי. אף קבוצה בעולם שאינה הקבוצה של דיאס לא שיחזרה בהצלחה את תוצאות הניסוי. כמה מהחוקרים הביעו חשש כבד שהנתונים נבררו בקפידה כדי שיתאימו לציפיותיו של דיאס ושהאשרור שנערך מוטה.‎ בשיחות שנערכו עם חוקרים למגזין של האגודה האמריקאית לפיזיקה-  Physics Magazine, נאמר כי ההרכב הכימי של החומר שנוצר במעבדתו של דיאס עדיין לא ברור. בסופו של דבר, החוקרים מעוניינים להרכיב חומר על מוליך בטמפרטורת החדר ובלחצים נמוכים בהרבה מ-NLH, אך תוצאות יוצאות מהכלל דורשות הוכחות יוצאות מהכלל, ואלו עדיין לא הוצגו לקהילה, כפי שהיא טוענת.

יש לכם שאלה או נושא שתרצו שאכתוב עליו? פנו אליי לכתובת [email protected]

לכתבה המקורית

עוד בנושא באתר הידען: