Au descoperit oamenii de știință din Coreea primul supraconductor la temperatura camerei și la presiunea ambiantă? – Lumea Fizicii

Au descoperit oamenii de știință din Coreea primul supraconductor la temperatura camerei și la presiunea ambiantă? – Lumea Fizicii

Marca temporală: 27 iulie 2023, ora 10:35

supraconductibilitate
Reprezentarea supraconductivității (Cu amabilitatea: iStock/ktsimage)

Supraconductivitatea la temperatura camerei a fost mult timp cel mai sfânt dintre Sfântul Graal din fizica materiei condensate. În ultimul deceniu, apariția unor materiale noi acel supraconduct la temperaturi relativ calm, dar numai sub presiuni extreme, a adus o modificare ușoară, dar semnificativă, în căutare. Pentru a fi cu adevărat asemănător Graalului, un supraconductor nou sintetizat nu poate pur și simplu să transporte curent electric fără rezistență la temperatura camerei. De asemenea, trebuie să o facă la presiunea ambiantă pentru ca acesta să aibă aplicații practice dincolo de laborator – cum ar fi trenuri în levitație, linii electrice eficiente sau aparate RMN mai ieftine.

So when a not-yet-peer-reviewed hârtie intitulat „Primul supraconductor de presiune ambientală la temperatura camerei” a apărut pe serverul de preimprimare arXiv la începutul acestei săptămâni, fizicienii au fost intrigați – deși și sceptici, având în vedere recentul retractii și acuzații de abatere științifică în câmp.

În ziar, Sukbae Lee și Ji-Hoon Kim, ambii oameni de știință ai materialelor de la Centrul de Cercetare a Energiei Cuantice (Q-Centre) în Seul, Coreea, împreună cu Tânărul-Wan Kwon de la Universitatea din Coreea, raportează că, în condiții de zi cu zi, o formă modificată a apatitului de plumb mineral prezintă semne revelatoare de supraconductivitate. Aceste semne includ fluxul de curent fără rezistență foarte important; expulzarea câmpului magnetic din material prin efectul Meissner; și o temperatură critică și un câmp magnetic critic sub care are loc tranziția supraconductoare.

Apar alte dovezi

Pentru a susține aceste afirmații, a hârtie suplimentară a apărut la scurt timp după aceea pe arXix, de data aceasta scrisă de Lee și Kim în colaborare cu colegii lor din Q-Centre Sungyeon Im, SooMin An și Keun Ho Auh, plus Hyun-Tak Kim, fizician la Colegiul William și Mary din SUA. Momentul apariției acestei lucrări și lista sa mai lungă de autori a fost solicitată speculații online intense despre motivele echipei, mai mulți comentatori subliniind că un premiu Nobel (recompensa probabilă pentru orice descoperire confirmată a supraconductivității la temperatura camerei și la temperatura ambiantă) poate fi împărtășit doar de trei persoane, nu de șase. Lăsând la o parte speculațiile, a doua lucrare repetă multe dintre detaliile uluitoare ale primei, în timp ce descrie mai detaliat sinteza materialului.

Ca o dovadă finală, a video postat de Hyun-Tak Kim pe platforma ScienceCast a arXiv pe 25 iulie, are rolul de a arăta materialul pe care Lee și Ji-Hoon Kim îl numesc LK-99 (aparent după propriile lor inițiale și anul în care l-au sintetizat pentru prima dată) care levita pe un magnet. Această simplă demonstrație a efectului Meissner este un element de bază al laboratoarelor de fizică de la licență - cu excepția acestui caz, azotul lichid necesar pentru a produce supraconductivitate în supraconductorii convenționali, la temperatură joasă, nu se vede nicăieri.

Criticii intervin

La câteva zile după ce ziarele au apărut pe arXiv – și la doar câteva ore după ce afirmațiile lor senzaționale au început să circule pe rețelele de socializare, prăbușind site-ul Q-Centre în acest proces – experții în domeniu au cerut prudență. Richard Greene, un fizician la Universitatea din Maryland, SUA, care a lucrat la materiale supraconductoare încă din anii 1970, observate că, în timp ce videoclipul cu efect Meissner „pare impresionant” la prima vedere, supraconductivitatea nu este singurul fenomen care poate determina obiectele să leviteze. „Dacă te uiți cu atenție, vezi că proba 2 (care a fost levitată) are o magnetizare diamagnetică mare în stare normală”, a spus el. „Deci ar putea fi levitat doar pentru că este un material diamagnetic.”

Un alt fizician, Douglas Natelson de la Universitatea Rice, SUA, a evidențiat inconsecvențe aparente în datele celor două lucrări privind susceptibilitatea magnetică, Χ. Când Lee, Ji-Hoon Kim și colegii și-au plasat eșantionul de LK-99 într-un câmp magnetic, lucrarea de șase autori afirmă că modificarea susceptibilității la masă a materialului (adică Χ împărțit la densitate) s-a ridicat la 2.5 x 10-4 unități electromagnetice pe gram. „Presumând o densitate de aproximativ 7 grame pe centimetru cub, asta dă Χ = –0.022, de aproximativ 36 de ori mai mare decât grafitul”, a scris Natelson într-un Firul Twitter/X dedicat constatărilor. „Ar fi interesant, dacă ar fi corect.”

Cu toate acestea, Natelson a continuat să remarce că „ceea ce par a fi aceleași date” apare și în Figura 4 a lucrării cu trei autori, dar cu o scară complet diferită pe axa y a graficului. Acest al doilea set de numere este, a spus el, „nefizic”, adăugând că discrepanța „destul de neglijent” „nu încurajează încrederea în rezultate”.

Așteptați reproducerea

Un punct luminos în această confuzie este că, spre deosebire de studiile asupra supraconductorilor de înaltă presiune, munca lui Lee, Ji-Hoon Kim și a colaboratorilor lor a necesitat relativ puține echipamente specializate. Asta nu va face încercări de a o replica uşor, exact; la fel de Jennifer Fowlie, un fizician al materiei condensate la Laboratorul Național SLAC din SUA, a subliniat pe Twitter, procesul de patru zile, în mai multe etape, în stare solidă pe care cercetătorii coreeni l-au folosit pentru a-și sintetiza materialul nu este deloc simplu. („Unii dintre voi nu au avut vezicule din cauza folosirii excesive a pistilului și se vede”, a glumit ea.)

Cu toate acestea, absența unui kit foarte specializat ar trebui să facă posibilă replicarea pentru mai mult de o mână de grupuri de cercetare. Și cu atâta atenție dedicată găsirii acestuia, o soluție la misterul LK-99 și posibila supraconductivitate la temperatura camerei și presiunea ambientală nu ar trebui să întârzie să apară. „Cred că cel mai bine este să așteptăm și să vedem dacă acest material și rezultatele conținute în raport sunt reproduse de un alt grup din lume.” Nigel Hussey, spune un cercetător în supraconductivitate de la Universitatea din Bristol, Marea Britanie Lumea fizicii. „Dacă da, atunci desigur, aceasta ar fi o descoperire senzațională. Deocamdată, însă, este pur și simplu senzațional.”

Timestamp-ul:

Mai mult de la Lumea fizicii