ماجرای کشف جعلی عنصر ۱۱۸؛ وقتی رقابت برای یافتن عناصر جدید به کلاهبرداری علمی ختم شد

• در طول جنگ سرد، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی برای کشف عناصر فوق سنگین در رقابت بودند.
• سال‌ها دانشگاه برکلی کالیفرنیا پیشگام بی‌چون‌و‌چرای رقابت برای کشف عناصر فوق سنگین بود تا اینکه در دهه ۱۹۹۰ به دلیل ادعای کشف عناصر جدید توسط ویکتور نینوف، اعتبار دانشگاه زیر سوال رفت.
• دانشگاه که خواهان برگرداندن اعتبار از دست رفته خود بود، بازرسی‌های دقیقی را برای کشف این موضوع آغاز کرد که چگونه این تقلب علمی صورت گرفته بود.
• درنهایت مشخص شد نینوف فایل‌ها را دستکاری کرده بود تا نشان دهد در آزمایش آن‌ها عنصر ۱۱۸ تشکیل شده است.

در طول جنگ سرد، رقابت‌های مختلفی بین ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی وجود داشت، ازجمله رقابت‌های فضایی، رقابت تسلیحات هسته‌ای و همچنین رقابت برای کشف عناصر فوق سنگین جدید.

گسترش جدول تناوبی ممکن است به اندازه بردن اولین انسان به ماه هیجان‌انگیز به‌نظر نرسد یا به اندازه ساخت سلاح‌های دارای قدرت تخریب جهان، ترسناک نباشد. با‌این‌حال، در میان دانشمندان، عناصر کمیاب بسیار مهم در نظر گرفته می‌شود، چراکه کشف عناصر جدید راه را برای سایر اختراعات تاثیرگذار از دینامیک پروازهای فضایی گرفته تا رآکتورهای هسته‌ای هموار می‌کند. عناصر جدید همچنین برای کاشفان اعتبار بین‌المللی به ارمغان می‌آورد و در رقابت بین ابرقدرت‌ها ارزش بالایی دارد.

دانشمندان از اوایل قرن هجدهم عناصر جدیدی را به صورت پراکنده کشف کردند، اما این فرآیند در دهه ۱۹۴۰ با پیشرفت‌ها در فناوری شتاب‌دهنده ذرات سرعت چشمگیری پیدا کرد.

دانشگاه کالیفرنیا برکلی تحت هدایت گلن سیبورگ، شیمی‌دان پروژه منهتن و آلبرت گیورسو، دانشمند علوم هسته‌ای عناصر ۹۳ (نپتونیم ) تا ۱۰۶ (سیبورگیم ) را پیدا کرد و جایگاه خود را به‌عنوان پیشگام بی‌چون‌و‌چرای کشف عناصر کمیاب تثبیت کرد.

در سال ۱۹۷۴ شانس دانشگاه کالیفرنیا به پایان رسید. عناصر ۱۰۷ (بوهریم ) تا ۱۱۲ (کوپرنیسیم) توسط پژوهشگران آلمانی مرکز تحقیقات یون سنگین GSI هلمهولتز کشف شد، درحالی‌که پژوهشگران شوروی در دوبنا با شریک سابق دانشگاه برکلی کالیفرنیا یعنی آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور وارد همکاری شدند تا عناصر سنگین‌تری را نیز پیدا کنند.

دانشگاه کالیفرنیا که می‌خواست از رقبای خود عقب نماند، ویکتور نینوف، فیزیکدان بلغاری درحال رشد را به خدمت گرفت که طی کار با برنامه کامپیوتری Goosy که داده‌های شتاب‌دهنده را تجزیه‌وتحلیل می‌کند، نقشی کلیدی در کشفیات سازمان زمین‌شناسی آمریکا ایفا کرده بود.

در ابتدا به‌نظر می‌رسید  سرمایه‌گذاری نتیجه داده است. نینوف در عرض شش ماه از پیوستن به تیم کالیفرنیا ادعا کرد که آن‌ها نه تنها عنصر ۱۱۸ بلکه عناصر ۱۱۶ و ۱۱۴ را نیز شناسایی کرده‌اند.

عناصر فوق سنگین (عناصر دارای بیش از ۱۰۳ پروتون) به‌ شکل طبیعی وجود ندارند، بلکه باید به‌طور مصنوعی و با شلیک یک عنصر به عنصر دیگر با این امید که هسته‌های آن‌ها با هم ادغام و عنصر بزرگ‌تری تشکیل شود، ساخته شوند. به عنوان مثال، دانشگاه کالیفرنیا برکلی با شلیک اکسیژن که هشت پروتون دارد به کالیفرنیوم که دارای ۹۸ پروتون است، عنصر جدیدی با ۱۰۶ پروتون ایجاد کرد.

ایجاد عناصر فوق سنگین کاری دشوار، پرهزینه و مهمتر از همه وقت‌گیر است. وقتی عناصر سنگین‌تر می‌شوند، به‌طور فزاینده‌ای ناپایدار می‌شوند. هسته‌های دو عنصر بیشتر از اینکه ترکیب شوند، از هم جدا می‌شوند و با انجام این کار عنصر تازه تشکیل‌شده به صورت رادیواکتیو در عرض چند ثانیه دچار واپاشی می‌شود.

در اواخر دهه ۱۹۹۰، دوبنا و لیورمور به همان روشی که عنصر ۱۱۴ را ساخته بودند،  تلاش برای ایجاد عنصر ۱۱۸ را شروع کردند: با شلیک کلسیم پر از تونرون به پلوتونیوم.

دانشگاه کالیفرنیا که بودجه و منابع لازم برای انجام آزمایش به این این روش را نداشت، روی آزمایشی تمرکز کرد که توسط رابرت اﺳﻤﻮﻟﺎﻧﭽﮏ، فیزیکدان نظری لهستانی ارائه شده بود. او معتقد بود که با استفاده از عناصری مانند سرب و کریپتون که دسترسی به آن‌ها راحت‌تر است نیز می‌توان به عناصر فوق سنگین دست پیدا کرد.

آزمایش انجام شد و نینوف، با بررسی داده‌ها در نرم‌افزار گوسی اعلام کرد عنصر ۱۱۸ ایجاد شده و سپس به عناصر ۱۱۶ و ۱۱۴ واپاشیده است.

برکلی نتایج خود را در ماه می ۱۹۹۹ در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر کرد. اما وقتی پژوهشگران در آلمان سعی کردند آزمایش توصیف‌شده در مقاله را تکرار کنند، موفقیتی حاصل نکردند. پژوهشگران در فرانسه و ژاپن نیز موفق نشدند عنصر ۱۱۸ را ایجاد کنند؛ چه برسد به عناصر ۱۱۶ و ۱۱۴.

دانشگاه کالیفرنیا که می‌خواست به این بحث پایان دهد، سال بعد آزمایش را دوباره تکرار کرد. با شکست آزمایش دانشگاه بررسی‌های مستقلی را آغاز کرد تا ببیند مشکل کار کجا است.

اولین بررسی به این نتیجه رسید که محتمل‌ترین دلیل برای تفاوت بین دو آزمایش انجام‌شده در برکلی تنظیم آهن‌ربا است. آزمایش دو بار دیگر تکرار شد، اما این بار پژوهشگر دیگری به نام دان پترسون که استفاده از نرم افزار گوسی را یاد گرفته بود، به جای نینوف داده‌ها را تجزیه‌و‌تحلیل کرد؛ اما بسته به اینکه چه کسی از نرم افزار استفاده می‌کرد، پاسخ‌های متفاوتی به دست می‌آمد.

در این مرحله از داستان، هیچ‌یک از پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا برکلی به تخلف علمی مشکوک نشدند و معتقد بودند ناخواسته اشتباهی رخ داده است. اما وقتی بازرسان به فایل‌های گوسی دست پیدا کردند که زیربنای کشف اولیه بود، همه چیز مشخص شد.

پردازش فایل ۲۰۰ مگابایتی سریع‌تر از توانایی واقعی کامپیوتر انجام شد و نشان می‌داد داده‌های جدیدی پس از پایان تجزیه‌وتحلیل، به برنامه اضافه شده‌اند. بازرسان گفتند: «فایل‌ها نشان می‌دهد رویدادها اصلاح یا اضافه شده‌اند تا نشان داده شود یک زنجیره فروپاشی کامل عنصر ۱۱۸ رخ داده است.»

نینوف که به دلیل سوء رفتار علمی تحت تحقیقات جداگانه‌ای قرار گرفت، اعلام بی‌گناهی کرد و گفت عمدا داده‌ها یا مشاهدات را تغییر نداده است.

بازرسان قانع نشدند. به‌عنوان تنها تحلیگر کشف و تنها فردی که خبر را به بقیه اعضای گروه اعلام کرده بود، فقط نینوف در موقعیتی قرار داشت که بتواند داده‌ها را دستکاری کند و آن را تشخیص دهد. او در سال ۲۰۰۲ مجرم شناخته شد و از آزمایشگاه ملی لارنس برکلی اخراج شد. در همین حال، مجله‌ی Physical Review Letters مقاله را سلب‌اعتبار کرد. گیورسو بعدا در گفتگو با نیویورک‌تایمز گفت: «خوب شد سیبورگ قبل از این اتفاق از دنیا رفته بود؛ چون این ماجرا می‌توانست او را از پا درآورد.»

درحالی‌که نینوف متهم اصلی رسوایی بود، سایر اعضای تیم برکلی نیز تا حدودی مسئول تخلف او بودند. بازرسان این سوال را مطرح کردند که چرا تمام همکاران نینوف نتیجه‌گیری‌های او را بدون بررسی مجدد پذیرفته بودند و میزان دقت علمی به‌کاررفته در طول آزمایش بسیار کمتر از استانداردهای معمول پژوهش‌ها بود. همکاران، ادعا کردند از آنجا که نینوف را متخصص در حوزه خود می‌دانستند، کار را به او سپرده بودند.

این غفلت تا حدودی قابل درک است. شاید دانشگاه برکلی چنان به فکر پیروزی در رقابت کشف عناصر بود که به شکل خردمندانه‌ای رفتار نکرد. نتایج ساختگی پذیرفته شد، نه به این دلیل که درست به‌نظر می‌رسید، بلکه به این علت که همه می‌خواستند درست باشد.