Lundi, la revue Nature a publié un rapport de chercheurs de l’Université de Nanjing qui avaient tenté de reproduire un article antérieur décrivant un composé supraconducteur à température ambiante et à des pressions relativement modérées. Malgré des preuves convaincantes qu’ils ont produit le même produit chimique, l’équipe indique qu’ils ne voient aucun signe de supraconductivité, même à des températures extrêmement basses.
L’échec soulèvera sans aucun doute d’autres questions sur la recherche originale, qui provenait d’un laboratoire dont un article antérieur sur la supraconductivité avait été rétracté.
Revendications audacieuses
Le travail fait partie d’un corpus croissant de littérature sur les métaux complexés avec de l’hydrogène. Ces produits chimiques riches en hydrogène peuvent se former dans des conditions ambiantes, mais une pression supplémentaire peut forcer des atomes d’hydrogène supplémentaires dans la structure. Les composés à haute pression qui en résultent contiennent des ingrédients – des électrons de réserve du métal, des noyaux légers de l’hydrogène – qui favoriseraient la formation de paires de Cooper à partir des électrons, un ingrédient clé de la supraconductivité. Et un certain nombre de produits chimiques riches en hydrogène se sont avérés supraconducteurs à plus de 200 K (-75 ° C) si la pression est suffisamment élevée.
En 2020, le laboratoire dirigé par Ranga Dias à l’Université de Rochester a signalé qu’un composé carbone-hydrogène-soufre formé à des pressions extrêmes pouvait être supraconducteur à température ambiante. Mais les résultats étaient controversés, en partie parce qu’il n’était pas clair que l’article contenait suffisamment d’informations pour que quelqu’un d’autre produise les mêmes conditions et parce que Dias n’était pas coopératif lorsqu’on lui a demandé de partager les données de l’expérience.
Finalement, il est devenu évident que l’équipe avait utilisé des méthodes non documentées pour obtenir certaines des données sous-jacentes à l’article, et il a été rétracté. Mais Dias a continué à affirmer que la supraconductivité était présente. (Il y a un bon aperçu de la controverse sur le site Web de l’American Physical Society.)
Bien que Nature ait retiré l’un des articles de Dias, la revue a publié un autre article sur la supraconductivité de son groupe. Dans ce cas, un produit chimique lutétium-hydrogène dopé à l’azote était supraconducteur à température ambiante mais à des pressions beaucoup plus basses, ce qui pourrait permettre de le tester avec un équipement un peu moins spécialisé. Compte tenu de l’histoire, la réclamation a été accueillie avec un degré de scepticisme encore plus élevé que le document précédent.
Réessayer
Compte tenu des détails de l’article, un groupe de l’Université de Nanjing a tenté de former le même composé qui serait supraconducteur. Et toutes les indications sont qu’ils ont. Les données prises à l’aide de rayons X à température ambiante indiquent que la structure de leur composé hydrogène-lutécium-azote est très, très similaire à la structure rapportée par le groupe de Dias. Et l’équipe de Nanjing a pu voir les mêmes signaux dans la spectroscopie Raman, qui identifie les fréquences vibrationnelles associées aux liaisons d’un produit chimique.
Le composé a même montré les mêmes changements de couleur qui se sont produits à des pressions élevées. Tout indique qu’ils travaillent avec le même produit chimique que le groupe de Dias a généré pour son article.
Les différences sont apparues lorsque la résistance électrique et le comportement magnétique du produit chimique ont été mesurés. Les supraconducteurs ont une température critique à laquelle ils subissent un changement soudain. Lorsqu’un produit chimique supraconducteur est refroidi, la résistance au courant chute soudainement et le comportement magnétique change à ce stade. Lorsque le produit chimique a été testé à Nanjing, il n’a montré aucun signe de transition – toutes les mesures avec le produit chimique ont montré des courbes lisses au lieu de fortes baisses.
Cela était vrai même si les chercheurs chinois ont testé le produit chimique jusqu’à des températures de seulement deux Kelvin.
Cela ne montre pas définitivement que le rapport initial est erroné. L’azote est présent en petites quantités en tant que dopant et peut ne pas avoir une influence significative sur les mesures structurelles effectuées dans ce nouveau rapport. L’équipe de Nanjing indique également qu’elle est répartie de manière un peu inégale dans les produits chimiques testés, ce qui pourrait potentiellement expliquer les différences de comportement du produit chimique.
La publication rapide de ce rapport devrait cependant mettre la pression sur le groupe de Dias pour qu’il coopère afin d’essayer de régler les différences qui pourraient expliquer le manque de réplication. Le degré auquel ils coopèrent en dira probablement beaucoup sur la suite des événements.
Nature, 2023. DOI : 10.1038/s41586-023-06162-w (À propos des DOI).