LK-99 - сверхпроводник лета⁠⁠

Небольшой кусок синтезированного сверхпроводника LK-99 левитирующий над магнитом, был сенсацией в Твиттере. Хён Так Ким

Перевод статьи New York Times 3 августа 2023 года. Автор Кеннет Чанг

Пользователи социальных сетей взволнованы тем, что стало бы прорывом в физике твердого тела, но многие эксперты в этой области осторожно настроены на скептицизм.

Когда у Шинейд Гриффин из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли в Калифорнии появились новые выводы о, казалось бы, волшебном материале, который заставил пользователей Twitter сходить с ума, ей не пришлось много делать, чтобы привлечь много внимания.

Необычный материал под названием LK-99 был представлен миру как сверхпроводник, который будет передавать электричество при комнатных температурах с нулевым сопротивлением.

В Twitter - или X, как переименовал его Илон Маск - "LK-99" был популярной темой в последние дни, и энтузиасты приветствовали то, что они считают долгожданным святым Граалем физики, который преобразит повседневную жизнь с помощью новых технологий для решения проблемы изменения климата и превращения левитирующих поездов обычным явлением.

В понедельник вечером доктор Гриффин сообщила миру социальных сетей о своих выводах в коротком посте, который содержал только ссылку на ее предварительную статью и анимированный GIF президента Барака Обамы, уронившим микрофон на ужине корреспондентов Белого дома в 2016 году.

Реакция была восторженной. Падение микрофона было интерпретирована некоторыми пользователями X как подтверждение того, что Святой Грааль был найден.

Таким образом, Доктор Гриффин обеспечила еще один крутой поворот в американских горках волнения, которые уже более недели притягиаают поклонников LK-99 .

Сага началась, когда команда южнокорейских ученых, большинство из которых работает в крошечной стартап-компании под названием Quantum Energy Research Center в Сеуле, опубликовала два отчета, в которых описывалась техника изготовления LK-99 и измерения, которые, по их словам, показали сверхпроводящие свойства материала. (Название материала происходит от инициалов фамилий двух ученых - Сукбе Ли и Джи Хун Кима - и 1999 года, когда, как они говорят, они впервые синтезировали LK-99.)

Наиболее поразительно, что они предоставили видео, показывающее небольшой образец, частично левитирующий над магнитом. По словам ученых, левитация продемонстрировала эффект Мейсснера, который обеспечивается нулевым магнитным полем внутри сверхпроводника.

Алекс Каплан, который когда-то специализировался по физике в Принстоне, узнал об LK-99 на Hacker News, веб-сайте агрегации новостей.

"Я был просто шокирован", - сказал г-н Каплан в интервью. "Моя челюсть упала на пол, и я начал звонить каждому другу, которого знал в физике".

В ту ночь он поделился своим волнением в Твиттере.

С этим твитом, который получил более 132 000 лайков, г-н Каплан присоединился к группе поклонников LK-99, которые вызвали волнение в социальных сетях на прошлой неделе. Однако большинство энтузиастов не являются экспертами. Г-н Каплан, например, работает руководителем кофейного продукта в Cometeer, компании, которая продает экстракт замороженного кофе.

Ученые, изучающие сверхпроводимость и физику твердого тела, были тише. Они ценят любопытство - их работа редко вызывает безумие общественного радости - но они озадачены тем, почему это конкретное заявление о сверхпроводниках комнатной температуры дико взлетело, в то время как многие более ранние утверждения, которые не подтвердились, приходили и уходили без фанфар.

"Это великолепно, что общественность заинтересовалась исследованиями в области физики твердого тела", - сказала доктор Гриффин. “С должной осторожностью, что это объясняется правильно, и с оговорками, которые, я думаю, необходимы для некоторых из этих обсуждений. Но вообще я думаю, что это весело".

Скептикизм сохраняется, потому что данные, предоставленные корейскими учеными до сих пор не являются убедительными, говорят многие эксперты.

"Еще слишком рано делать вывод о сверхпроводимости", - сказал Санкар дас Сарма, директор Центра теории конденсированных сред в Мэрилендском университете. "Эты данные чрезвычайно возможны, но они ни в коем случае не убедительны (на 100%)".

Доктор Дас Сарма опубликовал комментарии в аккаунте центра в Twitter. Например, он отметил, что при температуре, которая, по утверждению корейских ученых, LK-99 превращается в сверхпроводник, электрическое сопротивление падает, но не до нуля. Действительно, сопротивление материала, изготовленного из минерального апатита с некоторыми атомами свинца, замененными медью, примерно в 100 раз выше, чем у чистой меди и других хорошо проводящих металлов.

Видео о левитации также не является окончательным, потому что не сверхпроводящие материалы, включая графит, также могут частично плавать таким же образом.

В прошлые выходные г-н Каплан, который начал большую часть первоначального ажиотажа, опубликовал изображение мяча Magic 8, в котором говорилось: «Вероятно, все кончено». Затем он увидел статью доктора Гриффина.

В интервью доктор Гриффин сказала, что ее статья под названием «Происхождение коррелированных изолированных плоских полос в медном свинцово-фосфатном апатите» не подтвердила шумиху.

"Я точно не описываю сверхпроводимость в этих расчетах", - сказала она. Скорее, ее компьютерное моделирование показывает, что замена меди в апатите действительно привела к необычному перестройке атомов. Объем кристаллической структуры минерала на самом деле немного уменьшился. Это, в свою очередь, похоже, смещает электронную структуру на ту, которая может способствовать сверхпроводимости.

Электронные функции, известные как "плоские полосы", похожи на то, что наблюдалось в высокотемпературных сверхпроводниках, классе материалов, обнаруженных в 1980-х годах. (Название - высокотемпературные сверхпроводники - несколько вводит в заблуждение. Они работают при температурах значительно теплее, чем наблюдалось ранее, но все еще холоднее, чем любое естественное место на Земле.)

Особенности могут облегчить сильное взаимодействие между большим количеством электронов, что может привести к сверхпроводимости, но не всегда.

Доктор Гриффин признает, что расчеты электронной структуры менее окончательны, чем ее выводы об усадке кристалла из-за огромного количества задействованных электронов. "Существует много приближений, которые вы должны сделать при этом", - сказала она. "Это не окончательный расчет того, что вы измеряете в эксперименте".

Группа китайских ученых опубликовала статью, описывающую аналогичные расчеты, которые нашли аналогичную электронную структуру.

"Я действительно не испытываю волнения по поводу ее препринта", - сказал Дуглас Нательсон, профессор физики в Университете Райса в Хьюстоне. "Это не значит, что это неправильно, просто то, что теоретики и люди из вычислительных материалов очень часто производят препринты на основе последнего заявленного интересующего материала. В этом нет ничего исключительного".

В среду за публикацией доктора Гриффин последовала длинная череда твитов, сдувающая оптимистичные интерпретации микрофонного GIF.

Цикл волнения и дефляции повторился позже в тот же день, когда ученые Юго-Восточного университета в Нанкине, Китай, сообщили, что они синтезировали LK-99 и измерили нулевое сопротивление в одном из образцов.

Однако сообщенное нулевое сопротивление произошло, когда образец охлаждался до минус 126°С, а не комнатной температуры, и это было постепенное снижение электрического сопротивления, а не резкое падение, которое можно было ожидать от сверхпроводника. Данные также показали падение сопротивления при более высоких температурах, которое ученые Юго-Восточного университета приписывают примесям или инструментальному сбою.

Доктор Дас Сарма снова не был впечатлен. "Юго-Восточный Университет (КНР) также не получил перехода", - написал он в твиттере. "Никто не может обмануть природу".

Доктор Дас Сарма сказал, что он знает, что исследовательские группы нескольких видных физиков работают над синтезом материала и проведением измерений, чтобы определить, действительно ли LK-99 является сверхпроводником.

"Заявка на это огромное достижение должно быть тщательно изучено", - д-р Дас Сарма сказал. "И должны быть дублированы независимыми группами как можно больше вариантов проверили, прежде чем мы объявим о победе".

Он добавил: "Я считаю, что это может произойти. Но это не значит, что это произошло".

Автор статьи Кеннет Чанг работает в The Times с 2000 года, пишет о физике, геологии, химии и планетах. Прежде чем стать научным писателем, он был аспирантом, чьи исследования были связаны с контролем хаоса.

Подробнее о Кеннете Чанге

Другие статьи по теме:

НАЙДЕН ГРААЛЬ ФИЗИКИ - ГОРЯЧАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ?

LK-99 - сверхпроводник лета