Cientistas disputam Graal da física
Tadeu Cotta
Pesquisadores em dúvida quanto à descoberta de um « Graal »
da física
Pesquisadores de Harvard anunciam na revista « Science » ter obtido hidrogênio metálico, procurado há oitenta anos .
LE MONDE | 27.01.2017
David Larousserie em tradução de Tadeu Cotta
Vista das duas bigornas em diamante que comprimem a amostra de hidrogênio, fazendo-o passar do estado gazoso ao sólido . R. DIAS ET I.J. SILVERA
« Esse artigo jamais deveria ter sido publicado na revista Science, nem em nenhuma outra. » « Eu estou furioso . É o fracasso do processo de avaliação pelos pares . » «Quer um comentário ? Mas um comentário sobre o quê ? Tudo está errado ou quase . »
Eis o tipo de reação quando do anúncio da publicação de um artigo na revista Science de 27.1 sobre o que poderia ter sido um inédito na Física – o « Graal da disciplina », como chegou a clamar a universidade de Harvard !
Essas observações sem graça emanam de três responsáveis de equipes maiores nesse campo. Respectivamente, Mikhail Eremets, do Institut Max-Planck de química, em Mayence; Paul Loubeyre, do Commissariat à l’énergie atomique (CEA), e Eugene Gregoryanz, da universidade de Edimbourg. O objeto dessa irritação vem do seu colega Isaac Silvera, da université de Harvard, quem pretende ter fabricado o que, com outros, eles buscam realizar há anos : a transformação do átomo mais simples , o do hidrogênio, isolante banal, em um verdadeiro metal condutor, sob o efeito de altíssimas pressões. Um pouco como o vulgar carbono que se torna diamante por compressão .
« Desde os anos 1970, recenseamos temas relacionados », PAUL LOUBEYRE (CEA)
Teóricos previram em 1935 essa metamorfose particularmente estimulante para os físicos . Na temperatura ordinária, esse novo material sólido poderia mesmo ser um supracondutor e então abrir o caminho para cabos elétricos, sem perdas. Muito concentrado em energia, ele seria também eficaz como carburante. Líquido, ele se tornaria um superfluido, girando sem inércia e escoando sem atrito. E se esses belos sonhos – colocados em relevo por Isaac Silvera – não se realizassem, ficaria como objeto quântico especial para estudar, o equivalente do que são os átomos ultrafrios em física.
Daí uma corrida muito competitiva entre um punhado de grupos de pesquisadores internacionais ; e anúncios regulares como esse último, que ultrapassou os limites. « Desde os anos 1970, recenseamos tais anúncios », relembra Paul Loubeyre, cuja equipe havia, em 2002, fabricado uma etapa intermediária, obtendo um hidrogênio negro, que absorve toda a luz que é de hábito transparente.
A técnica é sempre a mesma, em princípio : comprimir o hidrogênio entre duas minúsculas pontas de diamante até que as pressões ultrapassem aquelas existentes no centro da Terra; ou seja, mais de três milhões de vezes a pressão atmosférica, isto é 300 GigaPascals (GPa). O record, antes do trabalho publicado na Science era de cerca de 350 GPa.
« Todos em competição »
« Esse trabalho é um avanço em relação a anúncios do mesmo autor nos anos 1990, mas com pressões de apenas 150 GPa », observa, com um toque de perfídia, um outro líder nesse campo , Russell Hemley, da universidade George-Washington (Washington).
Outra controvérsia. Em 2011, Mikhail Eremets tinha publicado a primeira observação sobre « hidrogênio condutor » e tinha sido criticado principalmente por … Isaac Silvera. « Mas nós jamais havíamos dito que era o estado metálico tão procurado », corrige o pesquisador . « Nós todos estamos numa competição . Mas quando a equipe de Paul Loubeyre publica alguma coisa, nós podemos ter desacordos ; mas não, por exemplo, no nível de pressão alcançado . Eu sei que aquele trabalho é de qualidade », explica Eugene Gregoryanz, que não diz evidentemente o mesmo de seu confrade americano .
Três imagens de hidrogênio, primeiro transparente, depois negro e, depois ainda, refletindo, tomadas com um iPhone R.DIAS ET I.J SILVERA
A pressão atingida é um dos primeiros argumentos para refutar a descoberta publicada na Science. Enquanto nenhuma equipe chegou a ultrapassar 350 GPa, Isaac Silvera e Ranga Dias, seu jovem colega, atingiram 495 GPa, com bigornas de diamante. Os três pesquisadores « concorrentes » duvidam fortemente de um tamanho salto . É verdade que ele repousa sobre uma única medida e, que « poderia ser muito bem um artefato », segundo Paul Loubeyre. Mais precisamente, trata-se de medir o efeito do diamante comprimido sobre a luz infravermelha . Eugene Gregoryanz observa também que a curva mostrando a evolução da pressão com a força exercida não está de todo em conformidade com as publicações precedentes. O número de 495 GPa seria de fato o resultado de extrapolações não, ou mal, justificadas .
« Ninguém havia exatamente trabalhado como nós o tínhamos feito », ISAAC SILVERA (HARVARD)
O que Isaac Silvera, contatado, contesta : « Nós tivemos opiniões muito positivas sobre esse trabalho . Alguns outros são cépticos sobre ele porque eles não acreditam que se tenha atingido tais pressões », resume o pesquisador . « Mas ninguém tinha trabalhado como nós o tínhamos feito », citando os diamantes feitos com cuidado e recobertos de uma fina camada bloqueando a difusão do precioso hidrogênio . Um dos perigos é que as pontas quebram, e Paul Loubeyre nota que todas as equipes foram confrontadas a esse tipo de dificuldade, considerada mesmo como insuperável . Eles por isso desenvolveram recentemente outras geometrias de bigorna que, sobre os metais, já permitiram atingir pressões recordes da ordem de 600 GPa até 700 GPa.
Um outro importante obstáculo concerne em provar que o hidrogênio efetivamente passou para um novo estado . Enquanto ele é transparente no começo, ele se torna negro quando a pressão aumenta, e depois é refletidor, como se espera de um metal . É o que os estadunidenses mediram, e que é refutado pelos europeus .
Paul Loubeyre avalia que o revestimento de superfície poderia muito bem ser a fonte desse brilho repentino, pois ele também se transforma sob alta pressão. Mikhail Eremets queria ver as medidas elétricas, únicas capazes de mostrar que uma corrente passa efetivamente numa amostra.« A medida deles por reflexão não é sólida, pois eles utilizam dados em baixas pressões para calibrá-la », avalia igualmente ele .
Russel Hemley, sempre mais moderado, diz também que « aquele anúncio está baseado em observações visuais e em medidas limitadas em bigornas e seus revestimentos . Ora, o comportamento óptico desses materiais nessas pressões não é conhecido ». Isaac Silvera rejeita evidentemente esses argumentos, defendendo suas escolhas de calibração e as suas indicações de refletividade .
Fazer uma verificação teria tomado «pelo menos um ano»
Além disso, uma só experiência foi feita, o que o pesquisador justifica pelo fato de que fazer outra necessitaria «pelo menos um ano ». « Nós conseguimos um furo, e queríamos anunciá-lo ao público e à comunidade científica, afim de fazer avançar a ciência », argumenta ele. « Quando nós descobrimos que os hidretos [uma mistura de hidrogênio e de metais ] eram supracondutores , nosso artigo foi primeiramente recusado pois os especialistas queriam mais provas. Nós fizemos novas medições . Era complicado e isso nos tomou um ano. Mas era preciso convencer e finalmente isso foi publicado [ na Nature em 2015] », se lembra Mikhail Eremets.
Outro detalhe, que salta aos olhos de um não-especialista, o artigo é muito curto, de três páginas, contrasta com aqueles de seus concorrentes : duas curvas apenas de resultados com poucos pontos e três fotografias feitas com um iPhone ( mas outras foram feitas com uma câmera melhor ). Até mesmo o artigo complementar apresenta menos números do que nos artigos recentes de seus detratores . Medições em diferentes pressões se interrompem em 335 GPa , quando o nível atingido é de 495 GPa.
« Prudentemente otimistas »
Se os argumentos são cheios de arestas, é que o artigo já estava on line desde outubro sob forma de pré-publicação no site Arxiv.org, especializado nesse tipo de procedimento . Uma tal unanimidade crítica é rara a propósito de um artigo de uma revista tão reputada . Reproduzir e principalmente confirmar um tal resultado será longo, e vários dos pesquisadores contatados pensam publicar um « comentário », ou seja, um texto de resposta expondo suas garras, mas que, ele também, deverá ser revisto pelos seus pares, alongando o prazo de publicação. O jornalista da Science Robert Service, num artigo de vulgarização acompanhando a edição, cita entretanto outros físicos , « prudentemente otimistas ».
Mas para a universidade Harvard, não há nenhuma dúvida no seu comunicado triunfal : « Tornou-se uma realidade . » « Esse episódio causa mal estar à comunidade, deplora Paul Loubeyre. Isso é fazer apenas uma comunicação, e nós queremos é fazer ciência ! »
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