Haben Wissenschaftler in Korea den ersten Supraleiter bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck entdeckt? – Welt der Physik

Die Supraleitung bei Raumtemperatur ist seit langem der heiligste Gral der Physik der kondensierten Materie. Innerhalb des letzten Jahrzehnts hat die Erscheinen neuer Materialien dass Supraleitung bei relativ milden Temperaturen, aber nur unter extremen Drücken, eine leichte, aber bedeutende Veränderung in der Suche mit sich gebracht hat. Um wirklich gralartig zu sein, kann ein neu synthetisierter Supraleiter bei Raumtemperatur nicht einfach elektrischen Strom ohne Widerstand transportieren. Dies muss auch bei Umgebungsdruck geschehen, damit es praktische Anwendungen außerhalb des Labors hat – etwa als schwebende Züge, effiziente Stromleitungen oder günstigere MRT-Geräte.

Also, wenn ein noch nicht begutachteter Artikel vorliegt Krepppapier Als Anfang dieser Woche das Buch „Der erste Raumtemperatur-Umgebungsdruck-Supraleiter“ auf dem Preprint-Server arXiv erschien, waren die Physiker neugierig – wenn auch angesichts der jüngsten Entwicklung auch skeptisch Rückzüge und Vorwürfe wissenschaftlichen Fehlverhaltens im Feld.

In der Zeitung schreiben Sukbae Lee und Ji-Hoon Kim, beide Materialwissenschaftler am Quantum Energy Research Center (Q-Center) in Seoul, Korea, zusammen mit Young-Wan Kwon von der Korea University berichten, dass eine modifizierte Form des Minerals Bleiapatit unter alltäglichen Bedingungen verräterische Anzeichen von Supraleitung aufweist. Zu diesen Zeichen gehört der überaus wichtige widerstandsfreie Stromfluss; die Ausstoßung des Magnetfelds aus dem Material durch den Meissner-Effekt; und eine kritische Temperatur und ein kritisches Magnetfeld, unterhalb derer der supraleitende Übergang auftritt.

Weitere Beweise tauchen auf

Um diese Behauptungen zu untermauern, a weiteres Papier erschien kurz darauf auf arXix, dieses Mal geschrieben von Lee und Kim in Zusammenarbeit mit ihren Q-Centre-Kollegen Sungyeon Im, SooMin An und Keun Ho Auh Hyun-Tak Kim, ein Physiker am College of William and Mary in den USA. Der Zeitpunkt des Erscheinens dieses Artikels und seine längere Autorenliste gaben Anlass dazu intensive Online-Spekulationen über die Beweggründe des Teams, wobei mehrere Kommentatoren darauf hinweisen, dass ein Nobelpreis (die wahrscheinliche Belohnung für jede bestätigte Entdeckung der Supraleitung bei Raumtemperatur und Umgebungstemperatur) nur von drei Personen geteilt werden kann, nicht von sechs. Abgesehen von Spekulationen wiederholt der zweite Artikel viele der atemberaubenden Details des ersten und beschreibt gleichzeitig die Synthese des Materials detaillierter.

Als letztes Beweisstück a Video Von Hyun-Tak Kim am 25. Juli auf der ScienceCast-Plattform von arXiv gepostet, soll das Material, das Lee und Ji-Hoon Kim LK-99 nennen (anscheinend nach ihren eigenen Initialen und dem Jahr, in dem sie es erstmals synthetisierten), auf einem Magneten schwebend gezeigt werden. Diese einfache Demonstration des Meissner-Effekts ist ein fester Bestandteil von Physiklaboren im Grundstudium – außer dass in diesem Fall der flüssige Stickstoff, der zur Erzeugung der Supraleitung in herkömmlichen Niedertemperatur-Supraleitern erforderlich ist, nirgends zu sehen ist.

Die Kritiker schreiten ein

Ein paar Tage nachdem die Papiere auf arXiv erschienen waren – und nur wenige Stunden nachdem ihre sensationellen Behauptungen in den sozialen Medien zu kursieren begannen und dabei die Website des Q-Centre zum Absturz brachten – mahnten Experten auf diesem Gebiet zur Vorsicht. Richard Greene, ein Physiker an der University of Maryland, USA, der sich seit den 1970er Jahren mit supraleitenden Materialien beschäftigt, beobachtet dass das Meissner-Effekt-Video zwar auf den ersten Blick „beeindruckend aussieht“, Supraleitung jedoch nicht das einzige Phänomen ist, das Objekte zum Schweben bringen kann. „Wenn man genau hinschaut, sieht man, dass Probe 2 (die schwebend war) im Normalzustand eine große diamagnetische Magnetisierung aufweist“, sagte er. „Es könnte also schweben, nur weil es ein diamagnetisches Material ist.“

Ein weiterer Physiker Douglas Natelson von der Rice University, USA, wies auf offensichtliche Inkonsistenzen in den Daten der beiden Arbeiten zur magnetischen Suszeptibilität hin. Χ. Als Lee, Ji-Hoon Kim und Kollegen ihre LK-99-Probe in ein Magnetfeld legten, heißt es in dem von sechs Autoren verfassten Artikel, dass die Veränderung der Massensuszeptibilität des Materials (d. h. Χ geteilt durch Dichte) betrug 2.5 x 10^-4 elektromagnetische Einheiten pro Gramm. „Unter der Annahme einer Dichte von etwa 7 Gramm pro Kubikzentimeter ergibt das Χ = –0.022, etwa 36-mal so viel wie Graphit“, schrieb Natelson in einem Twitter/X-Thread den Erkenntnissen gewidmet. „Das wäre spannend, wenn es stimmt.“

Allerdings bemerkte Natelson weiter, dass „scheinbar dieselben Daten“ auch in Abbildung 4 des von drei Autoren verfassten Artikels auftauchen, jedoch mit einem völlig anderen Maßstab auf der y-Achse des Diagramms. Diese zweite Reihe von Zahlen sei „unphysikalisch“ und fügte hinzu, dass die „ziemlich schlampige“ Diskrepanz „das Vertrauen in die Ergebnisse nicht fördert“.

Warten Sie auf die Reproduktion

Ein Lichtblick in dieser Verwirrung ist, dass die Arbeit von Lee, Ji-Hoon Kim und ihren Mitarbeitern im Gegensatz zu Studien zu Hochdrucksupraleitern relativ wenig Spezialausrüstung erforderte. Das wird keine Versuche machen, es zu replizieren Einfache, genau; als Jennifer Fowlie, ein Physiker für kondensierte Materie am SLAC National Laboratory in den USA, wies darauf hin, Auf Twitter ist der viertägige, mehrstufige Festkörperprozess, mit dem die koreanischen Forscher ihr Material synthetisierten, alles andere als einfach. („Einige von Ihnen hatten keine Blasen durch übermäßigen Gebrauch Ihres Stößels, und das merkt man auch“, witzelte sie.)

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Dennoch sollte das Fehlen einer hochspezialisierten Ausrüstung die Replikation für mehr als eine Handvoll Forschungsgruppen ermöglichen. Und da der Suche so viel Aufmerksamkeit gewidmet wird, sollte eine Lösung des Rätsels um LK-99 und seine mögliche Supraleitung bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck nicht lange auf sich warten lassen. „Ich denke, es ist das Beste, wenn wir abwarten und sehen, ob dieses Material und die im Bericht enthaltenen Ergebnisse von einer anderen Gruppe auf der Welt reproduziert werden.“ Nigel Hussey, ein Supraleitungsforscher an der Universität Bristol, Großbritannien, erzählt Physik-Welt. „Wenn ja, dann wäre das natürlich ein sensationeller Durchbruch. Vorerst ist es aber einfach sensationell.“

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/have-scientists-in-korea-discovered-the-first-room-temperature-ambient-pressure-superconductor/