Ranga P. Dias intenta patentar la síntesis de su material superconductor a temperatura ambiente y baja presión

Por Francisco R. Villatoro, el 6 julio, 2023. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 11

La gallina de los huevos de oro de la superconductividad es un material superconductor a temperatura y presión ambientales. El polémico físico Ranga P. Dias (Univ. Rochester, NY, EEUU) anunció en marzo la «posible superconductividad a 294 K y 1 GPa en un hidruro de lutecio dopado con nitrógeno» (LCMF, 14 mar 2023). En julio de 2022 solicitó una patente internacional de su método de síntesis de este material; aún no está aprobada, pero se hizo pública en abril de 2023. Proclama sintetizar un material superconductor con temperatura crítica superior a 250 kelvin para una presión inferior a 10 kilobares; dicho material está compuesto de hidrógeno (H), una tierra rara (Ln), que puede ser lutecio (Lu), iterbio (Yb) o tulio (Tm), y un dopante (D), que puede ser nitrógeno (N) o boro (B). Sin embargo, todas las figuras en la patente presentan resultados para LuNH (de hecho, los que publicó Nature el 8 de marzo de 2023). ¿Tiene Dias resultados sin publicar para otros materiales? ¿Será aceptada una patente tan general? Ningún experto en superconductividad se cree los resultados de Dias publicados en Nature, ¿se creerán los examinadores de patentes las reivindicaciones de dicha patente? Si fuera aceptada la patente, ¿podría afectar al estudio de la superconductividad en hidruros de tierras raras dopados?

Todos los intentos de sintetizar el material y replicar los resultados de Dias han sido infructuosos. Los materiales sintetizados con las propiedades reportadas en Nature no presentan superconductividad a alta temperatura a presiones en la escala de los gigapascales. Ninguno. Todos los expertos opinan que los resultados de Dias son espurios, quizás resultado de un mal contacto eléctrico en la muestra para la medida de su resistividad. Para acallar las voces en contra, Dias ha cedido una pequeña muestra instrumentalizada de su material a Russell J. Hemley (Univ. Illinois, Chicago, EEUU). Sus resultados se han publicado en arXiv,  mostrando superconductividad hasta 280 K con presiones de 15 kbar; este resultado confirmaría los de Dias (294 K a 10 kbar). Sin embargo, las curvas de resistividad en función de la temperatura muestran (como las de Dias) una transición demasiado brusca para ser física. Además, como publica Douglas Natelson en su blog, los resultados de Hemley presentan una extraña histéresis en temperatura que sugiere un problema con los contactos. Todo apunta a que Hemley comete en sus experimentos los mismos errores experimentales que Dias, por eso obtiene resultados similares (demasiado lejos de lo habitual en este tipo de experimentos como para ser creíbles).

Por cierto, ni Dias ni Hemley han demostrado el efecto Meissner en este material. Aún así, todos deseamos que exista la gallina de los huevos de oro de la superconductividad. Por desgracia, nadie cree que Dias sea el rey Midas de los superconductores. Hay mucho dinero en juego, por lo que no debemos olvidar el escándalo del caso Schön (LCMF, 09 dic 2017). Yo soy tecnooptimista; por ello creo que no hay que perder la esperanza de que algún día los materiales superconductores revolucionen nuestro mundo tecnológico. El nuevo artículo (que incluye el fichero Excel con todos los datos, usado por Natelson para su figura) es Nilesh P. Salke, Alexander C. Mark, …, Russell J. Hemley, «Evidence for Near Ambient Superconductivity in the Lu-N-H System,» arXiv:2306.06301 [cond-mat.supr-con] (09 Jun 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.06301; recomiendo leer la breve pero excelente pieza de Douglas Natelson, «A busy and contentious week in condensed matter physics,» Nanoscale Views, 24 Jun 2023. Sobre la patente de Dias recomiendo leer a Robert F. Service, «Embattled physicist files patent for unprecedented ambient superconductor. Little-noticed patent for material that works at room temperature and pressure adds to bevy of sensational but disputed claims,» News, Science, 24 Jun 2023.

Según se afirma en el artículo del grupo de Hemley (Univ. Illinois), el grupo de Dias (Univ. Rochester) les cedió «una muestra sintetizada y preparada para las mediciones de su resistencia en una celda de yunque de diamante». Estas palabras sugieren que los contactos eléctricos necesarios para la medida de la resistencia se incluían junto con la muestra; por tanto, cualquier problema con dichos contactos que explique los resultados de Dias también explicaría los resultados de Hemley. En mi opinión, se debería haber enviado una muestra no instrumentalizada, para que la replicación experimental fuese rigurosa. El grupo de Hemley no ha podido sustituir los contactos originales por contactos propios porque lo ha impedido el pequeño tamaño de la muestra, que podría ser dañada o destruida en dicho proceso.

El acuerdo entre los resultados de Hemley y Dias es excelente. Quizás demasiado bueno para que se pueda considerar una replicación en toda regla. Todos los problemas que fueron documentados sobre los resultados de Dias también se pueden aplicar a los resultados de Hemley. En mi opinión, todo apunta a una replicación sesgada por la instrumentalización de la muestra cedida. Pero más allá de mi opinión inexperta, lo que es un hecho es que la comunidad de investigadores en superconductividad no se cree los resultados de Hemley, como tampoco los de Dias. ¿Publicará Hemley su resultado en una revista prestigiosa como Nature Physics o Nature Materials? Habrá que estar al tanto, pero mi opinión es que no serán aceptados.



11 Comentarios

  1. «Si quieres resultados diferentes, haz cosas diferentes».

    Pero por la lectura de este artículo, si se hace lo mismo y con los «mismos» materiales, es normal obtener el mismo resultado (y así repitiendo mucho una palabra, puede incluso perder su significado xD)

    1. Pues si esto os parece raro tenéis que leer lo último publicado antes de ayer en Arxiv.
      Reportan superconductividad hasta 127°C y presión ambiente en Pb10−xCux(PO4)6O.
      «The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor»
      https://arxiv.org/abs/2307.12008
      https://arxiv.org/abs/2307.12037
      Incluyendo un video del efecto Meisner en el material:
      https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n
      El material es fácil de replicar, así que pronto se debería saber si es el n-esimo bluf o una revolución.

      1. Mercurio, lo vi ayer por la mañana, pero como los autores son unos desconocidos en el área, nadie se cree su resultado. Además, presentan sus resultados de una manera muy informal, poco habitual en el área. Cuando ojeé los artículos me parecieron irrelevantes y descarté hacerme eco en el blog. Quizás, si hay peticiones al respecto, reconsidere mi decisión.

  2. Existe otro preprint sobre superconductividad a temperatura ambiente pero usando cristales fononicos. Los resultados son tambien raros teniendo en cuenta que los fonones que se modifican poseen una energía bastante pequeña para que interactuen con los electrones. Para mi los fonones interactuantes poseen energias mucho mayores y no ven el efecto de la periodicidad adicional. Pero en fin es estraño e interesante quien sabe quizas los cristales fonónicos son el nuevo candidato. Aqui el preprint y todos los datos asociados: https://osf.io/jdkau/

  3. ¡Ojalá apareciese un superconductor a presión y temperatura ambiente!. Esto se ha repetido los últimos treinta años, han aparecido una enorme variedad de nuevos superconductores pero seguimos con la misma pregunta. Quizás se podría zanjar con «la pregunta»: ¿Existe alguna física que impida la existencia de un superconductor a temperatura y presiones ambientales?

    Por descontado muchas gracias por el artículo.

  4. A mí no me extrañaría que le dieran la patente. Apenas he tenido que tratar con ellas pero por lo que recuerdo, en realidad se puede patentar casi cualquier cosa (medio razonable o al menos posible), siempre que esté adecuadamente definida (quizás este no sea el caso) y se paguen las tasas correspondientes para la misma. Incluso aunque no funcione o lo haga imperfectamente en el mundo real. A veces se patentan cosas que no funcionan como el autor afirma (la oficina de patentes no ensaya, ver por ejemplos patentes en el campo de la antigravedad). Eso sí, desde el momento de la concesión de dicha patente va contando el plazo de expiración que creo recordar que era de 10 años en modelos de utilidad y 20 años en patentes como tales. Así que él sabrá: lo mismo está abriendo el campo a otros investigadores. De hecho, si yo fuera Dias yo ni habría patentado ni habría publicado «tan pronto»: Primero habría bien creado una empresa con este secreto industrial y me habría convertido en el ser vivo más asquerosamente rico de la historia del planeta…

    1. Rapiden, no entiendo. Los fonones individuales se detectan y se controlan desde hace décadas. La fonónica es un campo muy activo en la actualidad, aunque no tanto como la fotónica.

      Quizás criticas lo que comenta ECA, que cita el último trabajo del japonés Nobuyuki Zen sobre sus «máquinas de movimiento perpetuo» superconductoras basadas en hacer agujeros en materiales lo que modifica los fonones en el material (https://arxiv.org/abs/2012.15858, https://arxiv.org/abs/2209.03164, https://arxiv.org/abs/2211.02659, https://arxiv.org/abs/2306.13172). Obviamente, dicho trabajo es un sinsentido irrelevante (en arXiv está vetado en «Superconductivity (cond-mat.supr-con)» y solo puede publicar en «General Physics (physics.gen-ph)»).

  5. Hello, Dr. Villatoro,

    My first arXiv paper (https://arxiv.org/abs/2012.15858) posted on the end of 2020 certainly seems to have gotten ahead of itself. I may have been a bit impatient because Ranga Dias’s paper on room temperature superconductivity was published by Nature in October of that year. Nevertheless, I do not intend to rescind the words «perpetual motion machine» that I myself wrote. As you know, there is no theory in physics that proves the law of conservation of energy; there is only Noether’s first theorem in mathematics. And this theorem is valid only for systems in which time flows continuously in one direction. Then, what if the system contains a Majorana fermion, which is both a particle and an antiparticle, i.e., it can go to the future and to the past? Obviously, the time’s arrow in the system cannot be continuous. Still, do you think the energy of the system should be conserved? … Well, most people will still think so, and there is little I can do about it. But please keep in mind that all experimental figures shown in my papers were generated directly from raw data without any data processing such as background subtraction. And all the raw data have already been uploaded and are available to everyone. Thus, everything is handled in a scientifically correct manner. With this integrity, there would be no problem in developing a scientific argument, would there? I admit the paper on a possible perpetual motion machine is difficult to read; I will rewrite it in due course. In contrast, my latest paper (https://arxiv.org/abs/2306.13172) should be easy to read. Those experimental figures were also generated directly from raw data. I sincerely hope that you will read that paper with an open mind, rather than dismissing it out of hand.

    Best regards,
    Nobuyuki Zen

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