Sudahkah para ilmuwan di Korea menemukan superkonduktor suhu ruangan dan tekanan ambien pertama? – Dunia Fisika

Sudahkah para ilmuwan di Korea menemukan superkonduktor suhu ruangan dan tekanan ambien pertama? – Dunia Fisika

Stempel Waktu: 27 Juli 2023 10:35

Superkonduktivitas
Representasi superkonduktivitas (Sumber: iStock/ktsimage)

Superkonduktivitas pada suhu kamar telah lama menjadi hal tersuci dalam fisika benda terkondensasi. Dalam dekade terakhir, munculnya material baru bahwa superkonduktor pada suhu yang relatif sejuk, namun hanya pada tekanan ekstrem, telah membawa perubahan kecil namun signifikan dalam pencarian ini. Agar benar-benar mirip cawan, superkonduktor yang baru disintesis tidak bisa begitu saja mengalirkan arus listrik tanpa hambatan pada suhu kamar. Ia juga harus melakukannya pada tekanan sekitar agar dapat diterapkan secara praktis di luar laboratorium – seperti kereta melayang, saluran listrik yang efisien, atau mesin MRI yang lebih murah.

Jadi ketika belum di-peer-review kertas berjudul “Superkonduktor Tekanan Sekitar Suhu Ruangan Pertama” muncul di server pracetak arXiv awal pekan ini, para fisikawan tertarik – meskipun juga skeptis, mengingat baru-baru ini pencabutan dan tuduhan pelanggaran ilmiah di lapangan.

Di koran, Sukbae Lee dan Kim Ji-Hoon, keduanya ilmuwan material di Pusat Penelitian Energi Kuantum (Q-Pusat) di Seoul, Korea, bersama dengan Young-Wan Kwon dari Universitas Korea, melaporkan bahwa dalam kondisi sehari-hari, bentuk modifikasi dari mineral timbal apatit menunjukkan tanda-tanda superkonduktivitas. Tanda-tanda ini mencakup aliran arus bebas hambatan yang sangat penting; pengusiran medan magnet dari material melalui efek Meissner; dan suhu kritis dan medan magnet kritis di bawahnya terjadi transisi superkonduktor.

Bukti lebih lanjut muncul

Untuk memperkuat klaim ini, a makalah lebih lanjut muncul tak lama kemudian di arXix, kali ini ditulis oleh Lee dan Kim bekerja sama dengan rekan Q-Centre mereka Sungyeon Im, SooMin An dan Keun Ho Auh, plus Hyun Tak Kim, seorang fisikawan di College of William and Mary di AS. Waktu kemunculan makalah ini dan daftar penulisnya yang lebih panjang diminta spekulasi online yang intens tentang motif tim, dengan beberapa komentator menunjukkan bahwa Hadiah Nobel (kemungkinan hadiah untuk setiap penemuan superkonduktivitas suhu ruangan dan suhu lingkungan yang dikonfirmasi) hanya dapat dibagikan oleh tiga orang, bukan enam. Terlepas dari spekulasi, makalah kedua mengulangi banyak detail menakjubkan dari makalah pertama, sambil menjelaskan sintesis material secara lebih rinci.

Sebagai bukti akhir, a video diposting oleh Hyun-Tak Kim di platform ScienceCast arXiv pada tanggal 25 Juli dimaksudkan untuk menunjukkan materi yang Lee dan Ji-Hoon Kim sebut LK-99 (tampaknya setelah inisial mereka sendiri dan tahun pertama mereka mensintesisnya) melayang di atas magnet. Demonstrasi sederhana dari efek Meissner ini merupakan hal pokok di laboratorium fisika sarjana – kecuali dalam kasus ini, nitrogen cair yang diperlukan untuk menghasilkan superkonduktivitas dalam superkonduktor konvensional bersuhu rendah tidak terlihat.

Para kritikus masuk

Beberapa hari setelah surat kabar tersebut muncul di arXiv – dan hanya beberapa jam setelah klaim sensasional mereka mulai beredar di media sosial, sehingga membuat situs Q-Centre mogok – para ahli di bidang tersebut mendesak agar berhati-hati. Richard Greene, seorang fisikawan di Universitas Maryland, AS yang telah mengerjakan material superkonduktor sejak tahun 1970-an, diamati bahwa meskipun video efek Meissner “terlihat mengesankan” pada pandangan pertama, superkonduktivitas bukanlah satu-satunya fenomena yang dapat menyebabkan benda melayang. “Jika diperhatikan dengan seksama, terlihat bahwa sampel 2 (yang diangkat) memiliki magnetisasi diamagnetik yang besar dalam keadaan normal,” ujarnya. “Jadi bisa melayang hanya karena bahannya diamagnetik.”

Fisikawan lain, Douglas Natelson dari Rice University, AS, menyoroti ketidakkonsistenan yang tampak dalam data kedua makalah mengenai kerentanan magnetik, Χ. Ketika Lee, Ji-Hoon Kim dan rekannya menempatkan sampel LK-99 mereka di medan magnet, makalah enam penulis menyatakan bahwa perubahan kerentanan massa material (yaitu, Χ dibagi massa jenis) berjumlah 2.5 x 10-4 satuan elektromagnetik per gram. “Dengan asumsi kepadatan sekitar 7 gram per sentimeter kubik, itu menghasilkan Χ = –0.022, sekitar 36 kali lipat dari grafit,” tulis Natelson dalam a rangkaian pesan Twitter/X didedikasikan untuk temuan tersebut. “Itu akan menarik, jika itu akurat.”

Namun, Natelson melanjutkan dengan mencatat bahwa “data yang tampak sama” juga muncul pada Gambar 4 dari makalah yang ditulis oleh tiga penulis, tetapi dengan skala yang sangat berbeda pada sumbu y grafik. Angka kedua ini, katanya, “tidak bersifat fisik”, dan menambahkan bahwa perbedaan yang “sangat ceroboh” “tidak mendorong kepercayaan terhadap hasil”.

Tunggu reproduksi

Salah satu titik terang dalam kebingungan ini adalah bahwa tidak seperti penelitian tentang superkonduktor tekanan tinggi, penelitian Lee, Ji-Hoon Kim, dan kolaborator mereka hanya memerlukan sedikit peralatan khusus. Itu tidak akan membuat upaya untuk mereplikasinya Mudah, tepat; sebagai Jennifer Fowlie, seorang ahli fisika benda terkondensasi di Laboratorium Nasional SLAC di AS, menunjukkan di Twitter, proses solid-state selama empat hari, multi-langkah, yang digunakan para peneliti Korea untuk mensintesis materi mereka tidaklah mudah. (“Beberapa dari Anda belum pernah mengalami lecet karena penggunaan alu yang berlebihan dan itu terlihat jelas,” guraunya.)

Namun, ketiadaan peralatan yang sangat terspesialisasi seharusnya memungkinkan replikasi pada lebih dari segelintir kelompok penelitian. Dan dengan begitu banyak perhatian yang dicurahkan untuk menemukannya, solusi terhadap misteri LK-99 dan kemungkinan superkonduktivitas suhu ruangan dan tekanan sekitar tidak akan lama lagi. “Saya pikir yang terbaik adalah kita menunggu dan melihat apakah materi ini, dan hasil yang terkandung dalam laporan ini, direproduksi oleh kelompok lain di dunia,” Nigel Hussey, seorang peneliti superkonduktivitas di Universitas Bristol, Inggris, menceritakan Dunia Fisika. “Jika demikian, tentu ini akan menjadi terobosan yang sensasional. Namun untuk saat ini, ini sungguh sensasional.”

Stempel Waktu:

Lebih dari Dunia Fisika