Hoặc là báo cáo khoa học về chất siêu dẫn này sai, hoặc là nó sẽ thay đổi thế giới

Khi nói tới ứng dụng cơ học lượng tử, người ta sẽ nhắc tới hai chiếc "chén thánh" của ngành.

Một là dựng được máy tính lượng tử quy mô lớn. Hai là đạt được khả năng siêu dẫn tại nhiệt độ cao hơn nhiệt độ đóng băng của nước, gọi đơn giản là siêu dẫn tại nhiệt độ phòng. Siêu dẫn là vật liệu không có điện trở, đồng nghĩa với việc electron có thể đi xuyên qua siêu dẫn mà không gặp trở ngại gì. Hiện tại, các nhà vật lý học mới có thể đạt được trạng thái siêu dẫn khi đưa vật liệu xuống mức nhiệt độ cực thấp.

Nếu như ta có được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng, ta có thể truyền năng lượng toàn phần mà không bị các yếu tố vật lý cản trở. Ta sẽ có được máy tính nhanh hơn, cảm biến chính xác hơn. Thế giới mà ta đang biết sẽ thay đổi khi ta có được nhiều năng lượng hơn để sử dụng.

Vật chất siêu dẫn.

Tháng Bảy vừa rồi, Dev Thapa và Anshu Pandey, hai nhà vật lý hóa học có tiếng từ Viện Khoa học Ấn Độ tại Bangalore đã trình lên một bản nghiên cứu khẳng định rằng họ tạo ra được "siêu dẫn ở điều kiện nhiệt độ phòng kèm áp suất", tạo nên bằng một ma trận những hạt vật chất vàng và bạc. Toàn giới khoa học sững sờ trước lời tuyên bố vì hai lý do: một là siêu dẫn ở nhiệt độ phòng, hai là siêu dẫn bằng vàng và bạc – điều thậm chí còn chưa đạt được ở nhiệt độ siêu lạnh.

Các nhà vật lý học đào sâu nghiên cứu bản báo cáo khoa học trên, nhận thấy có điều không đúng. Tháng Tám vừa rồi, nhà vật lý học Brian Skinner công tác tại Viện Công nghệ Massachusetts MIT đã thắc mắc về một điểm trong nghiên cứu, điểm mà anh cho là bất hợp lý: có một mối liên kết khác lạ trong kết quả giữa hai lần đo thử khác nhau.

Biểu đồ bên dưới có chấm xanh lá và chấm xanh dương, biểu diễn âm thanh đo được trong hai thí nghiệm tách biệt do Thapa và Pandey thực hiện, hai thí nghiệm thử tính nhạy của vật chất siêu dẫn. Âm thanh tạo ra trong quá trình thí nghiệm là ngẫu nhiên, nên không thể có hai yếu tố ngẫu nhiên giống nhau được. Ấy vậy mà chấm xanh lá và chấm xanh dương lại gần giống nhau, chỉ xê dịch lên xuống chút thôi.

"Nếu như bạn thực hiện hai bài thử khác nhau, với hai mốc thời gian khác nhau trong những điều kiện thử nghiệm khác nhau, nhưng lại ra chung một kết quả. Đó sẽ là điều bất thường", nhà nghiên cứu Skinner nói với Motherboard. "Chưa rõ là những âm thanh lặp lại giống nhau này có nghĩa gì. Có thể là một hiện tượng tự nhiên ta chưa biết tới, nhưng cũng có thể là sản phẩm nhân tạo ta chưa nhận ra. Nhưng sự khác biệt này là đủ lớn để ta tập trung nghiên cứu xem nó là cái gì".

Tác giả nghiên cứu đã phản hồi lại phát hiện của Skinner, rằng khi thực hiện nghiên cứu, họ đã không nhận ra sự tương đồng giữa hai âm thanh ấy, tuy nhiên họ vẫn khẳng định rằng mình đã chứng kiến được hiện tượng siêu dẫn tại nhiệt độ phòng. Có thể đúng cũng có thể sai, trước tiên hai nhà khoa học Ấn Độ phải giải thích được sự tồn tại của hai âm thanh kia đã.

Vài ngày sau, nhà vật lý học Pratap Raychaudhuri tại Viện Nghiên cứu Cơ bản Tata tại Mumbai đã đăng tải một bài viết lên Facebook, cố gắng đưa ra lý do tại sao nghiên cứu trên có thể là đúng. Một trong các khả năng là những âm thanh thu được không phải là âm thanh, chúng là một phần tín hiệu xuất hiện khi các hạt phản ứng trong từ trường. Như nhà nghiên cứu Raychaudhuri giải thích, có thể tạo ra hai tín tín hiệu tương đương nhau trong một từ trường có độ lớn nhỏ hơn 3 Tesla. Dưới mốc này, hạt vật chất sẽ không thực sự tách khỏi nhau, vẫn có những mối liên kết nhất định nên có thể tạo lại những hình dáng cũ.

Nếu như các nhà nghiên cứu làm hai thí nghiệm khác nhau nhưng vẫn sử dụng cùng một từ trường có độ lớn tương tự, vẫn đưa vào đó số hạt vật chất cũ thì họ có thể tái tạo được những tín hiệu đang trong diện thắc mắc.

Tuy nhiên, cũng như bản thân Raychaudhuri đã nói, lời giải thích của ông vẫn không thể lý giải cho toàn bộ những vấn đề khác mà bản nghiên cứu gặp phải. Khúc mắc không chỉ nằm tại hai âm thanh/hai tín hiệu tương đương nhau.

Pratap Raychaudhuri

Điều đáng ngạc nhiên nhất là tại cùng một nhiệt độ, cấu trúc nano của vàng và bạc vừa có tính điện và vừa có tính từ có thể chuyển sang trạng thái siêu dẫn. Theo như Raychaudhuri, điều này chỉ xảy ra nếu như hai bài thử đều được thực hiện trên cùng một mẫu vàng và bạc. Nhóm nghiên cứu khẳng định họ đã không làm cách đó.

Hai bên có thể giải quyết vấn đề một cách đơn giản: Thappa và Pandey hãy gửi mẫu thử họ đã làm được cho cộng đồng khoa học. Thế nhưng họ vẫn từ chối làm vậy.

Cũng trong bài đăng của Raychaudhuri trên Facebook, ông có nói rằng "Mục đích của những dòng chữ này không phải là biện hộ cho Thapa và Pandeu, mà là nêu lên những tình huống có thể đã diễn ra. Vì lý do minh bạch và tính chất quan trọng của nghiên cứu, Thapa và Pandey hãy cung cấp cho giới khoa học những gì họ đã làm ra được".

Khi phóng viên Motherboard hỏi Pandey về lý do tại sao hai người không đưa ra mẫu thử của mình, Pandey trả lời rằng họ đang nhờ "những chuyên gia độc lập hiểu rõ về ngành đánh giá kết quả nghiên cứu".

"Quá trình này rất tốn thời gian", Pandey nói với Motherboard. "Nếu không có sự xác nhận, thông tin cụ thể về quá trình cũng như kết quả chúng tôi làm ra sẽ khiến cộng đồng bối rối. Chúng tôi sẽ công bố kết quả sớm nhất có thể".

Mẫu thử nghiệm cáp điện siêu dẫn, tuy nhiên không thể áp dụng vào thực tế do cáp phải được bảo quản trong môi trường cực lạnh. Trong mẫu trên, các nhà khoa học sử dụng nitro lỏng để giữ lạnh.

Mọi chuyện chưa dừng lại. Màn kịch hay liên quan đến siêu dẫn vẫn còn dài và lằng nhằng lắm. Vài ngày sau sự việc trên, Raychaudhuri nhận email từ T.V. Ramakrishnan, một trong những nhà vật lý học nổi tiếng nhất Ấn Độ, yêu cầu "đừng chỉ trích Thapa và Pandey trên mạng xã hội và hãy kiên nhẫn đợi kết quả". Đính kèm theo email là một chuỗi dài cho thấy Ramakrishnan đã chuyện trò thân tình với Pandey, luận bàn về nghiên cứu nói trên. Raychaudhuri trả lời, xin Ramakirishnan đừng "nêu ý kiến dựa trên những nguồn không đáng tin cậy".

Nhưng khi Raychaudhuri trả lời, ông nhận thấy điều khác lạ: Ramakrishnan không sử dụng tài khoản email thường dùng. Raychaudhuri liên lạc bằng điện thoại với Ramakrishnan thì mới biết rằng email ông nhận được lúc trước là hoàn toàn giả mạo. Raychaudhuri lần ngược dấu từ email giả, ông thấy rằng tin nhắn được gửi đi từ tài khoản wileslicher@protonmail.com .

"Điều làm tôi thắc mắc là tại sao lại có người cẩn thận tạo ra một chuỗi email trông như thật, gửi qua một server email được mã hóa để ngăn tôi đăng bài trên Facebook", Raychaudhuri thắc mắc trên Facebook.

Cùng ngày bài đăng trên xuất hiện, nhà nghiên cứu Skinner cũng nhận được lời mời kết bạn trên Facebook từ tài khoản có tên Wiles Licher. Tài khoản không hiện ra bất kì bạn bè nào, chỉ có một bài đăng duy nhất mà lại còn khó hiểu. Skinner nghĩ rằng đã có ai dó "troll" anh, nhưng khi tìm hiểu kĩ hơn, anh phát hiện ra tài khoản Licher kia được tạo ra 16 ngày trước khi nghiên cứu về siêu dẫn xuất hiện trên arXiv.

Toàn những điều khó hiểu xoay quanh nghiên cứu mà nếu chính xác, nó sẽ thay đổi nhân loại. Thapa và Pandey đã thực sự làm được điều đó? Không ai biết rõ cho tới khi họ đưa ra bằng chứng. Có một điểm đáng chú ý: sự kiện này rất giống một vụ lừa đảo nổi tiếng từng diễn ra trong giới khoa học.

Năm 2001, nhà vật lý học nổi tiếng người Đức, Jan Hendrik Schön đăng tải một bản báo cáo lên Nature, tuyên bố ông tạo ra được bóng bán dẫn – transistor ở mức phân tử. Cũng giống với kết quả thí nghiệm của Thapa và Pandey, nghiên cứu của Schön mang tính cách mạng: đồ điện tử sử dụng silicon sẽ biến mất, thay vào đó là đồ điện tử hữu cơ, hoạt động ở mức phân tử. Schön sẽ mở giới hạn của định luật Moore ra vô tận, giảm giá đồ điện tử xuống mức rẻ chưa từng thấy.

Nhưng khi các nhà nghiên cứu phân tích kĩ càng dữ liệu của Schön, họ phát hiện ra số đo cường độ âm thanh trong nhiều thử nghiệm đều giống nhau. Bản chất âm thanh phát ra từ các thí nghiệm khác nhau là ngẫu nghiên, số đó sẽ phải khác nhau. Những nghiên cứu "thay đổi thế giới" của Schön rơi vào diện nghi vấn.

Brian Skinner.

Schön chối bỏ mọi cáo buộc, nhưng khi điều tra sâu hơn và phát hiện nhà vật lý học Schön đã lừa gạt cả cộng đồng khoa học, làm giả kết quả nghiên cứu, cộng đồng đã tước toàn bộ bằng cấp của Schön, gỡ bỏ nhiều nghiên cứu của ông khỏi những tạp chí nổi tiếng.

Nếu Thapa và Pandey cũng gây ra trường hợp tương tự, họ cũng sẽ nhận hình phạt tương tự. Đây có thể là nghiên cứu lừa đảo, nhưng cũng có thể là một lỗi lầm đo đạc trong một nghiên cứu có thể thay đổi thế giới. Hiện Thapa và Pandeu vẫn đang giữ kín những gì mình đã làm được, để xem câu chuyện này sẽ kết thúc ra sao.

Tham khảo Motherboard