Záhada sextetu a jedna spekulace navíc

/TOMÁŠ OPATRNÝ/

Dlouho mi vrtalo hlavou jak je možné, že polské měření dalo přes 60% sextetu, zatímco olomoucká analýza trvala na tom, že v moessbauerovském spektru sextet není přítomen. Mně přitom vycházelo, že doplnění cca 30% sextetu do fitovací křivky znatelně zlepší shodu s daty. 

Řeč je o tajuplném vzorku magnetických nanočástic uvězněných v grafenu ze článku v Nature Communications, jehož vlastnosti se mění v závislosti na tom, kdo se na něj podívá. V moessbauerovském spektru je podle článku při pokojové teplotě zastoupen pouze tzv. singlet (jeden centrální pík) a dublet (dvojice píků o stejné velikosti) v poměru ploch cca 80:20. V září 2019 o tomtéž poměru referoval dr. Navařík, který původní vzorek znova přeměřil.  Na dotaz, co by mohlo vyvrátit původní hypotézu platnosti starého fitu, mi kolega Navařík odpověděl: „Za vyvrácené bych tvrzení považoval tehdy, kdyby například vzorek obsahoval výrazný sextet (jaké jsou v posudku Jirky Pechouška).“  Kolega Pechoušek se ve svém posudku pozastavuje nad tím, že sextet (šestice píků) se vyskytuje ve všech dohledaných spektrech, zatímco ve článku po něm není ani památky.

Zkusil jsem si data z Navaříkova měření nafitovat nezávisle a dostal dosti odlišné výsledky. Pokud jsem předpokládal jenom singlet a dublet, dostal jsem poměr ploch cca 60:40. Pokud jsem ale připustil i přítomnost sextetu, zlepšila se shoda s daty a poměry se změnily na singlet:dublet:sextet = 38:32:30. Tato čísla jsou přibližná, neurčitosti odhaduji na plus minus 9%.  „Žádný sextet tam není“, trvali na svém kolegové, kteří mi oponovali. Připustili nicméně, že postupná oxidace mohla způsobit nárůst dubletové složky.

V lednu dorazily toužebně očekávané výsledky nezávislého měření z Polska. Poměry složek: 16:21: 63. Přes šedesát procent sextetu! Podivil se někdo z vedení UP něčemu? Kdepak, autorka měření dodala žádoucí větičku „my measurement supports the original finding in Tucek et al…“, takže vše v pořádku. Jak to, že je tam sextet, když tam neměl být? „Není sextet jako sextet“ odbyl věc prorektor pro vědu a výzkum. Tento prý je v pořádku, autorka říká, že to podporuje závěry článku, tak bychom neměli prudit s neodbornými dotazy. Na UP Reflexi položené otázky zůstaly bez odpovědi.

Jak to, že se ty poměry tak velmi změnily? Copak vám to nepřijde divné? Chová se takto příroda? Nakonec se spekulativním vysvětlením přišel dr. Navařík. Ocituji z jeho komentáře na facebookové diskusi DŽurnálu: 

Abych předešel dalším nedorozuměním – toto je čistě má spekulace a zdůrazňuji, že nejsem odborník na materiálovou chemii, takže to neberte jako nějakou závaznou odbornou expertízu. 
-začátek-spekulace-
„Dá se předpokládat, že vzorek mohl už na počátku obsahovat stopové zbytky po promývání, které mohly být pod detekčním limitem. Časem došlo k postupně krystalizaci a tak jsme ho mohli uvidět. Když jsme pak prováděli další experimenty, tak jsme se vzorkem mechanicky manipulovali a mohli jsme tím narušit část ochranného grafenového obalu – částice se mohly pohybovat a srostly ve větší krystaly. Proto ho nakonec vidíme zase o kus víc.“ 
-konec-spekulace-

Je to jistě zajímavá představa, jak při stírání zbytků vzorku vatou se seškrábou kousky grafenu a další plátky odpadají na silničních výmolech při přepravě vzorku do Katovic. Vystresované nanočástečky se k sobě přitulí a ze superparamagnetického singletu vznikne naducaný sextet.

Žádné jiné vysvětlení není? Než jsem zkusil vymyslet alternativní spekulaci, trochu jsem si pohrál s daty z Polska. Podrobněji je to popsáno v příloze, ale vlastním fitováním jsem dospěl k jiným poměrům: 24:31:45 s tím, že nepřesnost jednotlivých hodnot je mezi 3% a 8%. Tato čísla lze porovnat s parametry fitu k datům, o kterých píše ve svém posudku doc. Pechoušek. Měření z roku 2014 vedou k poměrům cca 31:29:40. Není to zas tak daleko.

Takže teď má spekulace:

Data v Pechouškově zprávě odpovídají témuž vzorku, o kterém referuje článek, a který proměřil jak kolega Navařík tak i polská laboratoř. Žádná data se tedy neztratila, jsou stále v databázi. Ani obsah jednotlivých komponent se v čase téměř neměnil – pozorované změny v podstatě odpovídají neurčitosti měření. Jde o velmi stabilní věc. Obrázek spektra bez sextetu uveřejněný ve článku pak vznikl filtrací dat. Je to ovšem velmi specifická filtrace: dokonale z naměřených dat „odfiltruje“ sextet a šum seřeže na nepatrný zlomek. Má ale háček – funguje jen za specifických podmínek a umí to jen někdo. Při tajuplném zaříkávání nesmí se například zaměniti drchnička s řeřichou za rostlinu Saturnovu. Jinak spiknou se géniové zodiakální proti nebohému spektrologovi a filtr nefiltruje.

Konec spekulace. 

Který ze spekulativních příběhů je blíž pravdě, by se dalo zjistit pouze experimentem. Ale nikoliv na starém vzorku, který již mnoho zakusil harcováním do Polska a dalším trýzněním. Autoři by měli připravit nový vzorek a dopředu by se mělo stanovit, co bude považováno za rozumnou shodu s původními výsledky. Nezávislá pracoviště by pak měla provést experimenty reportované ve článku.  Výsledky se pak srovnají s tím, co bylo publikováno. Teprve poté se dozvíme, jak to doopravdy bylo.