„Św. Graal” elektroniki znaleziony? Koreański nadprzewodnik budzi wątpliwości

Po koreańskim odkryciu zawrzało, a wielu naukowców wątpi. Nadprzewodnik działający w temperaturze pokojowej odmieniłby komputery i energetykę.

Publikacja: 08.08.2023 06:12

Jeśli LK-99 okaże się nadprzewodnikiem o temperaturze pokojowej, zajmie trochę czasu, aby określić j

Jeśli LK-99 okaże się nadprzewodnikiem o temperaturze pokojowej, zajmie trochę czasu, aby określić jego użyteczność.

Foto: mat. pras.

Dwa artykuły w Korei Południowej wywołały zamieszanie wśród naukowców i skok cen producentów elektroniki. Odkrycie nadprzewodnika działającego w pokojowej temperaturze i bez odpowiedniego ciśnienia, poszukiwanego od dawna „św. Graala” technologii, było szokiem.

Nadprzewodniki to materiały, które umożliwiają przepływ prądu elektrycznego bez oporu. To właściwość, która zrewolucjonizowałaby m.in. sieci energetyczne, w których energia jest tracona po drodze, a także mikroprocesory, gdzie opór elektryczny ogranicza ich prędkości. Nowy materiał mógłby zastąpić potężne magnesy w pociągach i reaktorach termojądrowych.

Materiały nadprzewodzące istnieją już w maszynach do obrazowania medycznego i komputerach kwantowych, ale wykazują swoje właściwości tylko w ekstremalnie niskich temperaturach (co wymaga helu) i pod ciśnieniem, co czyni je niepraktycznymi do szerokiego zastosowania.

Nadzieja w LK-99

Za możliwym przełomem stoją Sukbae Lee i Ji-Hoon Kim z Quantum Energy Research Center w Korei Południowej oraz Young-Wan Kwon z KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology na Uniwersytecie Koreańskim. „Wszystkie dowody i wyjaśnienia prowadzą do tego, że LK-99 jest pierwszym nadprzewodnikiem działającym w temperaturze pokojowej i ciśnieniu otoczenia” – stwierdzili autorzy artykułu.

Naukowcy opublikowali również przepis na wykonanie swojego materiału, który polega na pobraniu dostępnego minerału zwanego apatytem ołowiu i wprowadzeniu do niego niewielkiej liczby atomów miedzi. Zdaniem naukowców zastąpienie części ołowiu w LK-99 jonami miedzi powoduje nieznaczne zmniejszenie objętości materiału, co skutkuje niewielkimi zniekształceniami strukturalnymi. Odkształcenie to prowadzi do powstania nadprzewodzących studni kwantowych. Właśnie te studnie są kluczem do osiągnięcia nadprzewodnictwa. Ponadto materiał nie jest w stanie się odkształcić i stracić tych właściwości.

Czytaj więcej

„Enzym energetyczny”. Czysty prąd popłynie dosłownie z powietrza

Zachęciło to naukowców na całym świecie, w tym w co najmniej dwóch amerykańskich laboratoriach krajowych i trzech chińskich uniwersytetach – do bliższego przyjrzenia się rozwiązaniu.

Fizycy, z którymi rozmawiał Reuters, powiedzieli, że dobrą wiadomością jest to, że nie ma prawa, które mówi, że nadprzewodnik w temperaturze pokojowej nie może istnieć, a materiał opisany przez zespół z Korei Południowej jest łatwy do wykonania, co oznacza, że inni badacze powinni zacząć wkrótce otrzymywać wyniki. A konieczne jest powielenie tego odkrycia, by je uznać.

Naukowcy z co najmniej trzech chińskich uniwersytetów powiedzieli w ostatnich dniach, że wyprodukowali wersje LK-99 z różnymi wynikami. Jeden zespół z Huazhong University of Science and Technology opublikował film rzekomo pokazujący materiał lewitujący nad magnesem, co jest ważne, ponieważ prawdziwe nadprzewodniki mogą unosić się nad magnesem bez wirowania jak kompas.

Trochę wątpliwości

Ale inny zespół, z Qufu Normal University, podał, że nie zaobserwował zerowego oporu, jednej z wymaganych cech nadprzewodnika. Trzeci, z Uniwersytetu Południowo-Wschodniego z Nanjingu, powiedział, że zmierzył zerowy opór, ale tylko w temperaturze -163 stopni Celsjusza.

Eric Toone, naukowiec i inwestor w Breakthrough Energy Ventures Billa Gatesa, powiedział, że monitoruje wszelkie kolejne badania. – Pomiary, które należy zweryfikować, by wykazać nadprzewodnictwo są bardzo trudne – powiedział Toone. – Jeśli wyniki się potwierdzą, całkowicie zmieni to reguły gry, ale dopóki nie będziemy mieli potwierdzenia, musimy być cierpliwi.

Możliwą złą wiadomością dla LK-99 jest to, że w przypadku nadprzewodzenia pełno jest materiałów, które były obiecujące, ale ich właściwości ostatecznie się nie potwierdziły. Naukowcy mają nawet dla nich nazwę – niezidentyfikowane obiekty nadprzewodzące w nawiązaniu do UFO.

– Nazywamy je USO – mówi Mike Norman, fizyk materii skondensowanej w Argonne National Laboratory. – Długa historia USO obejmuje kilku znanych ludzi, którzy myśleli, że mają nadprzewodnik, a nie mieli. To często się zdarza w nauce. Nawet fachowcy mogą dać się oszukać.

Norman wskazuje na nieświadome błędy wynikające z pośpiechu w publikacji badań, a w u Koreańczyków niepokoi go brak danych w szerokim zakresie temperatur, pokazujących, jak materiał zachowuje się, gdy jest w stanie nadprzewodzącym, a kiedy nie. – Często używa się tej metody, aby pokazać, ile próbki jest faktycznie nadprzewodnikiem – powiedział Norman, cytowany przez agencję Reuters.

Inni badacze też są ostrożni. Sinéad Griffin, fizyk ciała stałego i pracownik naukowy Lawrence Berkeley National Laboratory, użyła superkomputera departamentu energii USA do symulacji proponowanego materiału. Odkryła, że wprowadzenie atomów miedzi do ołowianego apatytu spowodowało przegrupowanie atomów materiału w nieoczekiwany sposób, który przypomina istniejące nadprzewodniki. Ale efekt zależy od atomów miedzi zmierzających do miejsca, w które naturalnie nie chcą się udać, co może utrudnić produkcję materiału w dużych ilościach.

Griffin ostrzegła, że jej symulacja ma ograniczenia – nie może ostatecznie udowodnić, że materiał jest nadprzewodnikiem, a praca zakładała, że naukowcy mogą umieścić atomy miedzi w apatycie ołowiu z doskonałą precyzją. W realnym świecie jest to mało prawdopodobne i może mieć duży wpływ na materiał.

– Nawet jeśli LK-99 okaże się nadprzewodnikiem o temperaturze pokojowej, nadal zajmie trochę czasu, aby określić, jak użyteczny może być – powiedział Michael Fuhrer, profesor fizyki na Uniwersytecie Monash w Melbourne w Australii.

Dwa artykuły w Korei Południowej wywołały zamieszanie wśród naukowców i skok cen producentów elektroniki. Odkrycie nadprzewodnika działającego w pokojowej temperaturze i bez odpowiedniego ciśnienia, poszukiwanego od dawna „św. Graala” technologii, było szokiem.

Nadprzewodniki to materiały, które umożliwiają przepływ prądu elektrycznego bez oporu. To właściwość, która zrewolucjonizowałaby m.in. sieci energetyczne, w których energia jest tracona po drodze, a także mikroprocesory, gdzie opór elektryczny ogranicza ich prędkości. Nowy materiał mógłby zastąpić potężne magnesy w pociągach i reaktorach termojądrowych.

Pozostało 88% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Kup teraz
Technologie
Wielki skok umiejętności ChatGPT. Będzie teraz słyszał, widział i mówił
Materiał Promocyjny
Zrównoważony transport miejski w Polsce Wschodniej: program Fundusze Europejskie
Technologie
Nowojorska policja sięga po „robocopa”. Ma patrolować kluczowe miejsce w mieście
Technologie
Polskie działo neutronowe. Niezwykły wynalazek zneutralizuje zagrożenie Bałtyku
Technologie
Te roboty są jak ludzie i będą pracować. Powstaje pierwsza fabryka humanoidów
Materiał Promocyjny
Politechnika Śląska uruchamia sieć kampusową 5G
Technologie
Ten preparat umożliwi długie misje kosmiczne. Rozwiązano największy problem
Technologie
Szybkie gojenie i lek na raka. Naukowcy patrzą na zwierzęcych mistrzów regeneracji