LK-99 superprzewodnik, który miał zrewolucjonizować przemysł – wyjaśniamy o co chodzi

Południowokoreański zespół badawczy wywołał ostatnio spore poruszenie, twierdząc, że stworzył jeden ze świętych Graali nauki – nadprzewodnik o nazwie LK-99, działający w temperaturze pokojowej – co skłoniło naukowców z całego świata do globalnego wyścigu o powtórzenie eksperymentu. Nikt jednak nie był jeszcze w stanie w pełni odtworzyć sensacyjnego wyniku. Tymczasem koreański zespół ogłosił, że ujawni dodatkowe dane badawcze w nadchodzących tygodniach.

Zespół badawczy, kierowany przez Lee Suk-bae, dyrektora generalnego startupu Quantum Energy Research Centre z siedzibą w Seulu, powiedział w czwartek, że zaktualizuje swoje badania opublikowane w otwartym repozytorium preprintów arXiv w ciągu miesiąca, zgodnie z doniesieniami mediów.

Jeden z badaczy koreańskiego zespołu, Kim Hyun-tak, profesor fizyki w College of William and Mary w Wirginii, zachwalał ważność odkrycia w sobotę, twierdząc, że dane dowiodły braku oporu elektrycznego – kluczowej cechy nadprzewodnictwa.

„(LK-99) wykazał 5 450 razy silniejszy poziom zerowego oporu elektrycznego niż przykładowe materiały lepsze niż grafit. Wykazał również 23 razy lepszą zerową rezystancję w porównaniu z próbkami niskiej jakości” – powiedział Kim w wywiadzie dla koreańskiego serwisu informacyjnego SBS. „Tych wyników nie można wyjaśnić inaczej niż nadprzewodnictwem”.

Kim przyznał jednak, że badania są niekompletne, ponieważ próbka nadprzewodnika lewitowała w pochylonej pozycji podczas eksperymentu, co oznacza, że nie jest to stabilna lewitacja – pionowe odległości końcówek próbki od dna nie są takie same.

22 lipca Lee, pierwszy autor badań, stwierdził w arXiv, że LK-99 wykazuje efekt Meissnera (zjawisko zaniku pola magnetycznego w nadprzewodniku, gdy przechodzi on w stan nadprzewodzący.) – gdy nie ma oporu elektrycznego i wyrzucania pola magnetycznego – przy ciśnieniu otoczenia i temperaturach powyżej 127 stopni Celsjusza. Do tej pory naukowcy zidentyfikowali materiały nadprzewodzące, które wykazują zerowy opór elektryczny tylko w ekstremalnie niskich temperaturach i głównie przy bardzo wysokich ciśnieniach.

Źródła podają jednak, że niedawne przełomowe odkrycie, jeśli zostanie zrealizowane, może zrewolucjonizować sieć elektroenergetyczną w prawdziwym życiu, ponieważ nadprzewodnik może transportować energię elektryczną bez utraty energii z powodu zerowego oporu. Mogłoby to znacznie poprawić efektywność energetyczną urządzeń elektronicznych i transportu.

Naukowcy na całym świecie podjęli wysiłki w celu powtórzenia wyników, ale jak dotąd żaden z nich nie potwierdził teoretycznie i eksperymentalnie zerowego oporu elektrycznego nadprzewodnika.

1 sierpnia zespół badawczy z chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii Huazhong ogłosił, że zsyntetyzował próbkę LK-99 i udowodnił istnienie efektu Meissnera. Nagranie opublikowane przez naukowców pokazało jednak tylko częściowo lewitującą próbkę z jedną stroną przyklejoną do dna, gdzie magnes jest zbliżany do nadprzewodnika.

Zespół przyznał, że musi przeprowadzić dodatkowe eksperymenty, aby zweryfikować, czy próbka rzeczywiście ma zerową rezystancję elektryczną.

31 lipca Sinead Griffin, badaczka z Lawrence Berkeley National Laboratory w Kalifornii, opublikowała artykuł naukowy przedstawiający teoretyczną analizę badań nad LK-99, wywołując poruszenie w sieci. Jednak później powiedziała na platformie mediów społecznościowych X, że artykuł nie udowodnił ani nie dał dowodów na nadprzewodnictwo.

Koreańskie Stowarzyszenie Nadprzewodnictwa i Kriogeniki poszło nawet dalej i stwierdziło: „Na podstawie analizy artykułu badawczego i filmu udostępnionego przez zespół badawczy, LK-99 nie może być uważany za nadprzewodnik w temperaturze pokojowej”.

KSSC poinformowało, że otrzyma próbkę nadprzewodnika z Quantum Energy Research Centre w ciągu dwóch do czterech tygodni i powtórzy wyniki, co ma zająć ponad dwa tygodnie.

Eksperci twierdzą, że koreański zespół mógł pochopnie udostępnić badania opinii publicznej przed przeprowadzeniem dokładnego procesu weryfikacji.

„Istnieje wiele przeszkód, aby nadprzewodnik stał się naprawdę przełomowym odkryciem. Naukowcy powinni teoretycznie udowodnić, że badania są ważne, ponieważ opierają się na ograniczonej teorii nadprzewodnictwa” – powiedział Kim Sung-soo, starszy badacz w centrum badań nad materiałami z kompozytów węglowych w Koreańskim Instytucie Nauki i Technologii.

Koreański zespół twierdził, że prowadził badania nad nadprzewodnikami przez ponad 20 lat w oparciu o teorię nieżyjącego już Choi Dong-sika, byłego profesora honorowego Uniwersytetu Koreańskiego, który w latach 90. naciskał na teorię nadprzewodnictwa wykorzystującą mechanikę statystyczną.

„Ponadto, sądząc po tym, że wiele grup badawczych uzyskało różne wyniki replikacji przy użyciu przepisu eksperymentalnego dostarczonego przez zespół, należy poprawić ważność eksperymentu” – dodał Kim.

Według źródła zaznajomionego ze sprawą, spór między członkami zespołu badawczego prawdopodobnie spowodował zbyt wczesne przedstawienie badań nad nadprzewodnikiem, zanim były one gotowe z przekonującymi dowodami.

„Jeśli spojrzeć na dwie prace zamieszczone w arXiv przez różnych badaczy, nazwiska na liście współautorów nie są takie same. Nie wyjaśniają również wyników w podobny sposób” – powiedziało źródło.