La física del «demasiado bueno para ser verdad»

Plantas de fusión nuclear y materiales superconductores a temperatura ambiente. Dos avances científico-tecnológicos capaces de revolucionar la Humanidad, con aplicaciones como la generación de energía abundante, limpia y barata, ordenadores ultrarrápidos y trenes superrápidos. Hasta tal punto que, en las últimas décadas, no han faltado los anuncios de que se habían logrado, para luego, lamentablemente, resultar demasiado buenos para ser verdad, como en el fiasco de la «fusión fría» de los años 1980.

Y esto es lo que estamos viendo una vez más en ambos ámbitos. Publicada con bombos y platillos en diciembre de 2022, la noticia de que los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), en EE.UU., habían logrado producir más energía que la utilizada para iniciar un experimento de fusión nuclear sigue, casi un año después, sin respuesta. Artículo científico formal, revisado por pares, que describe los resultados.

Sin embargo, esto no impidió que los científicos redoblaran sus esfuerzos. El pasado mes de septiembre, uno de los responsables del experimento anunció una segundo éxito en el llamado «encendido» de reacciones de fusión nuclear en el laboratorio. La información volvió a ocupar los titulares de los principales medios de comunicación, mientras que los detalles del experimento se limitan a informes de conferenciascomo la 65ª Reunión Anual de la División de Física del Plasma de la Sociedad Estadounidense de Física celebrada recientemente.

Pero, si en el caso de los experimentos de fusión de Lawrence Livermore, el «pecado» tal vez sea sólo una inversión del orden ideal de la comunicación científica, con la noticias que vienen antes del artículo en busca de un bombo publicitario innecesario -y quizás prematuro-, en el caso de la superconductividad el escenario es mucho peor, con sospechas de fraude que involucran a los físicos Ranga Dias, de la Universidad de Rochester, Nueva York, y Ashkan Salamat, de la Universidad de Nevada en Las Vegas (UNLV ). El pasado martes 7 de noviembre, la revista Naturaleza anunció la retractación de un artículo en el que un grupo de investigadores, liderados por el dúo, informaron del descubrimiento de un material superconductor capaz de funcionar a temperatura ambiente y bajo presión relativamente baja.

Este es el tercer artículo encabezado por los dos retratados en poco más de un año. En octubre de 2022, la misma Naturaleza ya había eliminado de la literatura científica otro estudio en el que reportaron superconductividad a temperatura ambiente en un material del mismo tipo, ambos ricos en hidrógeno y conocidos como hidruros, publicado originalmente en 2020. En agosto de este año le tocó el turno a la también prestigiosa revista Physical Review Letters. anunciar la retractación del artículo en el que describieron las propiedades aislantes de un sulfuro de manganeso (MnS2).

Coautores sospechosos

La retractación más reciente que involucra a Dias y Salamat fue solicitada por los propios coautores del artículo. En el texto que informa la decisión en Naturaleza, ocho de ellos – entre ellos Salamat – afirman que el artículo publicado «no refleja con precisión el origen del material estudiado, las mediciones experimentales realizadas y los protocolos de procesamiento de datos adoptados». Según ellos, estos factores «comprometen la integridad» de la obra.

Además, destaca la Naturalezaotros investigadores que no participaron en el estudio expresaron inquietudes sobre la confiabilidad de los datos de resistencia eléctrica presentados en el artículo, y una investigación posterior y una nueva revisión por pares concluyeron que tales inquietudes son creíbles, sustanciales y aún no resueltas por los autores del artículo.

Este tampoco fue el único «descubrimiento» reciente relacionado con la superconductividad que resultó ser demasiado bueno para ser verdad. En julio, un grupo de investigadores vinculados a una empresa de Corea del Sur publicó dos artículos en el repositorio de preimpresiones ArXiv en el que describieron el desarrollo y experimentos con un material cristalino que mezcla cobre, plomo, fósforo y oxígeno que supuestamente exhibía comportamiento superconductor – como resistencia muy baja al paso de corrientes eléctricas y levitación – a altas temperaturas y presión relativamente baja, hasta 127º C y una atmósfera, respectivamente.

Apodado LK-99, el material pronto recibió la atención de la comunidad científica mundial, que se propuso intentar reproducirlo y realizar experimentos con él. Los estudios, sin embargo, no logró alcanzar la superconductividady al final se concluyó que las impurezas en el material original, especialmente el sulfuro de cobre, eran responsables de la caída de la resistividad y la levitación magnética parcial observada en el experimento original.

Preocupación por las inversiones

En entrevistas para Naturaleza, algunos científicos expresaron su preocupación de que los dos casos – y especialmente el relacionado con Dias – pudieran perjudicar las inversiones en el campo de los superconductores, así como el atractivo del área para los jóvenes investigadores. Paul Canfield, físico de la Universidad Estatal de Iowa y el Laboratorio Nacional Ames, dice que la colaboración Dias-Salamat ha extendido una «atmósfera sucia» sobre el campo que está «asustando a los jóvenes investigadores y a las agencias de financiación». El físico Mikhail Eremets, líder de un grupo en el Instituto Max Planck de Química en Mainz, Alemania, que informó sobre el descubrimiento de un hidruro superconductor a -70º C en 2015, dice que «tiene algunos colegas que simplemente temen que este caso Dias lance una sombra de duda sobre la credibilidad de nuestro campo en general”.

Otros, sin embargo, no son tan pesimistas. Después de todo, el potencial revolucionario de los materiales superconductores en condiciones cercanas a las ambientales, es decir, temperatura y presión «normales», no debería provocar que la fuente se seque. «De hecho, puede resultar incluso más fácil obtener recursos para la investigación de la superconductividad, dado que algunas autoridades gubernamentales pueden verse influenciadas por las expectativas de superconductores a temperatura ambiente», considera Hai-Hu Wen, director del Centro de Física y Materiales Superconductores de la Universidad de Washington. la Universidad de Nanjing, China.

O, como concluye Peter Armitage, físico experimental de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, EE.UU.: «La gente seria continúa haciendo trabajos increíbles e interesantes (en este campo). Claro, pueden sentirse decepcionados por esta tontería, pero eso no sucederá». No detengamos la ciencia».

Cesar Baima es periodista y editor asistente de la Revista Questão de Ciência