martedì 27 dicembre 2022

Lo scandalo Schön




Il campo di ricerca del fisico tedesco Jan Hendrik Schön (1970) era la fisica della materia condensata e le nanotecnologie.  Aveva conseguito il dottorato di ricerca presso l'Università di Costanza nel 1997. Alla fine dello stesso anno fu assunto dai
Bell Labs negli Stati Uniti, dove lavorò nell'elettronica dei semiconduttori costituiti da materiali organici cristallini.  Schön rivendicava una capacità spettacolare nel modificare la conduttività dei materiali organici, ben al di là di quanto ottenuto fino ad allora.  Le sue misurazioni nella maggior parte dei casi confermavano varie previsioni teoriche, in particolare che i materiali organici potrebbero essere realizzati per manifestare superconduttività o essere utilizzati nei laser. I risultati furono pubblicati in importanti pubblicazioni scientifiche, comprese Science e Nature, e attirarono l'attenzione di tutto il mondo. Tuttavia, nessun gruppo di ricerca in nessuna parte del mondo riusciva a riprodurre i risultati rivendicati da Schön.

Nel 2001, compariva come autore di una media di un documento di ricerca ogni otto giorni. Nello stesso anno, annunciò su Nature di aver prodotto un transistor su scala molecolare.  Schön sostenne di aver utilizzato un sottile strato di molecole di colorante organico per assemblare un sistema che, quando attraversato da una corrente elettrica, si comportava come un transistor.  Le implicazioni del suo lavoro erano significative.  Sarebbe stato l'inizio di un allontanamento dall'elettronica dal silicio verso l'elettronica organica.  Avrebbe consentito ai transistor di continuare a ridursi oltre il punto in cui il silicio si rompe, e quindi confermare la legge empirica di Moore sulla progressiva riduzione delle dimensioni dei componenti per molto più tempo di quanto previsto.  Avrebbe anche ridotto drasticamente i costi dell'elettronica.

Un elemento chiave nel lavoro di Schön era l’affermazione che l'osservazione di vari fenomeni fisici nei materiali organici dipendeva dalla configurazione del transistor.  In particolare, Schön affermava di utilizzare un sottile strato di ossido di alluminio che incorporava nei suoi transistor utilizzando strutture di laboratorio presso l'Università di Costanza.  Tuttavia, mentre le apparecchiature e i materiali utilizzati erano comuni nei laboratori di tutto il mondo, nessuno riuscì a preparare strati di ossido di alluminio di qualità simile a quelli rivendicati da Schön.

Subito dopo che Schön ebbe pubblicato il suo lavoro sui semiconduttori a molecola singola, alcuni membri della comunità dei fisici si convinsero che i suoi dati contenevano anomalie.  Julia Hsu e Lynn Loo inizialmente notarono problemi nell'articolo di Schön che descrive l'assemblaggio di transistor molecolari, rendendosi conto che aveva figure duplicate.  Hsu e Loo avevano tentato esperimenti iniziali per raccogliere prove per un loro brevetto, ma si basavano sui risultati scientifici del lavoro di Schön.  Il 19 aprile 2002, Loo e Hsu si incontrarono con il loro avvocato specializzato in brevetti John McCabe, segnalando i dati duplicati.  Lydia Sohn, allora dell'Università di Princeton, notò che due esperimenti condotti a temperature molto diverse avevano un rumore identico.  Quando i redattori di Nature lo fecero notare a Schön, egli rispose di aver accidentalmente presentato lo stesso grafico due volte.  Paul McEuen della Cornell University trovò poi lo stesso rumore in un articolo che descriveva un terzo esperimento.  Ulteriori ricerche di McEuen, Sohn, Lynn Loo e altri fisici scoprirono una serie di esempi di dati duplicati nel lavoro di Schön.  Ciò innescò una serie di reazioni che indussero rapidamente la Lucent Technologies (che gestiva i Bell Labs per conto di AT&T) ad avviare un'indagine formale.

Nel maggio 2002, Bell Labs istituì un comitato di indagine, con Malcolm Beasley della Stanford University come presidente.  Il comitato ottenne informazioni da tutti i coautori di Schön e intervistò i tre principali (Zhenan Bao, Bertram Batlogg e Christian Kloc).  Esaminò le bozze elettroniche degli articoli contestati, che comprendevano dati numerici elaborati.  Il comitato chiese copie dei dati grezzi, ma scoprì che Schön non aveva tenuto quaderni di laboratorio.  I suoi file di dati grezzi erano stati cancellati dal suo computer.  Secondo Schön, i file erano stati cancellati perché il suo computer aveva uno spazio limitato sul disco rigido. Inoltre, tutti i suoi campioni sperimentali erano stati gettati o danneggiati irreparabilmente.

Il 25 settembre 2002, il comitato pubblicò il suo rapporto, che conteneva i dettagli di 24 accuse di cattiva condotta da parte di Schön.  Il comitato aveva trovato prove di cattiva condotta scientifica in almeno 16 esperimenti, mentre i restanti 8 non erano correlati a pubblicazioni e mancavano di prove convincenti di cattiva condotta.  Si scoprì che interi gruppi di dati erano stati riutilizzati in una serie di esperimenti diversi.  Inoltre, alcuni dei suoi grafici, che dovevano essere tracciati da dati sperimentali, erano stati invece prodotti utilizzando funzioni matematiche (un’ingenuità imperdonabile, a mio modesto parere).


Il rapporto rilevò che tutti i misfatti erano stati compiuti da Schön da solo.  Tutti i coautori (incluso Bertram Batlogg, che era il capo della squadra) furono prosciolti dall’accusa di cattiva condotta scientifica. Lo scandalo provocò tuttavia discussioni nella comunità scientifica sul grado di responsabilità di coautori e revisori di articoli scientifici.  Il dibattito si è incentrato sul fatto che la peer-review, tradizionalmente concepita per trovare errori e determinare la pertinenza e l'originalità degli articoli, debba essere richiesta anche per rilevare le frodi deliberate.

Schön riconobbe che i dati non erano corretti in molti articoli.  Affermò che le sostituzioni potevano essere avvenute per errore inconsapevole.  Aveva omesso alcuni dati e disse di averlo fatto per mostrare prove più convincenti dei fenomeni che aveva osservato.

Dopo questi fatti, i ricercatori della Delft University of Technology e del Thomas J. Watson Research Center eseguirono esperimenti simili a quelli di Schön, senza ottenere risultati simili.  Anche prima che le accuse diventassero pubbliche, diversi gruppi di ricerca avevano cercato di riprodurre la maggior parte dei suoi spettacolari risultati nel campo della fisica dei materiali molecolari organici senza successo.

Nel giugno 2004 l'Università di Costanza emise un comunicato stampa in cui affermava che il dottorato di Schön era stato revocato per "condotta disonorevole".  Il portavoce del Dipartimento di Fisica Wolfgang Dieterich definì la vicenda la "più grande frode in fisica degli ultimi 50 anni".  Schön impugnò la sentenza. Dopo un lungo iter giudiziario, il tribunale statale stabilì nel settembre 2011 che l'università aveva ragione a revocare il dottorato. Il tribunale amministrativo federale ha confermato la decisione del tribunale statale nel luglio 2013 e la Corte costituzionale federale l'ha confermata nel settembre 2014. 

Prima di essere smascherato, Schön aveva ricevuto diverse onorificenze e premi, che furono tutti successivamente revocati. Nell'ottobre 2004, il comitato misto della Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, la Fondazione tedesca per la ricerca) annunciò sanzioni contro di lui.  L'ex borsista post-dottorato del DFG fu privato del suo diritto attivo di votare alle elezioni del DFG o di prestare servizio nei comitati del DFG per un periodo di otto anni, durante il quale, Schön non poté svolgere nemmeno il ruolo di revisore tra pari o di richiedere fondi DFG.

Schön poi andò a lavorare presso uno studio di ingegneria.

Nel 2010 è stato pubblicato un romanzo ispirato a questa vicenda, dal titolo “Il falsario”, edito da Mursia, scritto da Gianfranco D’Anna, che ha alle spalle un dottorato in fisica al Politecnico Federale di Losanna, il quale frequentò i Bell Labs nello stesso periodo di Schön.




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