Според най-новите научни изследвания LK-99 не е свръхпроводник

Неотдавнашното съобщение на изследователите от Южна Корея за създаването на LK-99, предполагаем свръхпроводник при температура и налягане на околната среда, привлече вниманието на целия свят. Подобен материал би могъл да има мащабни последици в области като енергетиката и транспорта. Но въпреки почти неуспешните опити за неговото възпроизвеждане научната общност е склонна да приеме, че това не е свръхпроводник, а в най-добрия случай материал, който проявява магнетизъм.

Свръхпроводимостта, явлението, при което даден материал провежда електричество без съпротивление или загуба на енергия, отдавна е обект на задълбочени практически и теоретични изследвания. Въпреки че първите открития са направени преди повече от век, намирането на свръхпроводник, който работи при стайна температура, все още е сериозно предизвикателство за учените. Един такъв материал би могъл да промени енергийната ни система и да доведе до революция в много технологии, включително квантовите компютри.

Неотдавна южнокорейски изследователски екип обяви, че е преодолял тази бариера с помощта на материала с име LК-99, което предизвика голям международен интерес. Въпреки това, както при всяко дръзко изявление в науката, проверката е много важна и задължителна. То също така предизвика въпроси и дебати в научната общност. В крайна сметка се натрупаха множество доказателства срещу това, че LK-99 е свръхпроводник при стайна температура, което доведе учените до очевидното заключение: той не е свръхпроводник.

Въпиещо противоречиви резултати

Съобщението за откриването на LK-99 от южнокорейския екип беше посрещнато от научната общност със смесица от ентусиазъм и скептицизъм. Разбира се, потвърждаването на подобни открития изисква независимо възпроизвеждане на постигнатите резултати.

Затова няколко международни лаборатории бързо се заеха да възпроизведат експериментите на южнокорейските изследователи. Но техните резултати не потвърдиха свръхпроводящите свойства на LK-99 при стайна температура. Така например проучване, проведено от CSIR-National Physical Laboratory в Индия, недвусмислено показа, че „не се наблюдават каквито и да било доказателства за свръхпроводимост в LK-99 при стайна температура„, както се съобщава в официална публикация в сайта на изданието The Verge.

Центърът за кондензирана материя (CMTC) към Университета на Мериленд, ръководен от изтъкнати изследователи в областта на кондензираната материя, изрази особено силно своите съмнения относно LK-99.

В публикация в социалните медии на 7-ми август CMTC заяви:

„С голяма тъга констатираме, че играта е приключила. LK-99 НЕ е свръхпроводник, особено при стайна температура. Той е материал с много ниско качество и висок импеданс“.

Това изявление бе направено въз основа на резултатите от няколко проучвания, включително тези, проведени в Китай, Индия и Тайван, които не успяха да потвърдят свръхпроводниковите свойства на LK-99. Точно обратното, изследователите констатираха, че LK-99 проявява значително полупроводниково и изолационно съпротивление при понижаване на температурата.

Един от въпросите, повдигнати от CMTC и други лаборатории, е, че много материали могат да проявяват свойства, подобни на тези на LK-99, без да са свръхпроводими. По-специално, известно е, че оловото и медта, два компонента на LK-99, имат диамагнитни свойства, които могат да бъдат объркани със свръхпроводимост при определени експериментални условия.

Левитацията на LK-99: свръхпроводимост или обикновен магнетизъм?

Когато южнокорейските учени обявиха, че са открили LK-99, те представиха като доказателство един твърде противоречив видеоклип. В него фрагмент от LK-99 изглежда левитира над магнит – явление, което много учени обясняват със свръхпроводимостта.

Съвършеният свръхпроводник напълно отблъсква външните магнитни полета – явление, известно като ефект на Майснер. Този ефект може да накара един свръхпроводник да левитира над даден магнит.

Само че магнитната левитация е характерна не само за свръхпроводниците. Други материали, особено такива със силно изразени диамагнитни свойства, също могат да левитират над магнитите. Освен това левитацията, наблюдавана във видеоклипа, е само частична, което повдига редица въпроси сред експертите. Ако LK-99 е истински свръхпроводник, защо не левитира пълноценно?

За да изясни тази загадка, Международният център за квантови материали в Китай проведе серия от експерименти с LK-99. Резултатите бяха неочаквани: вместо да покаже признаци на свръхпроводимост, LK-99 се оказа феромагнитен материал. Феромагнитният материал е вид магнитен материал, който може да се намагнетизира и когато е намагнетизиран, да привлича или отблъсква други магнитни материали. Това откритие предполага, че левитацията, наблюдавана във видеото, може да се дължи на магнитни взаимодействия, а не на свръхпроводимост.

Науката в действие

Откриването на LK-99 и свързаните с него изявления подчертаха един основен аспект на науката: съвместната проверка. Когато се обяви ново откритие, особено толкова революционно като LK-99, то се проверява от световната научна общност. Този съвместен подход гарантира необходимата надеждност, възпроизводимост и достоверност на резултатите.

Веднага след обявяването на откритието на LK-99 редица лаборатории от целия свят започнаха да се опитват да възпроизведат експериментите, проведени от южнокорейските изследователи. Тази бърза реакция е типична за научната общност, особено когато залогът е толкова голям.

Особено уникален в случая с LK-99 бе начинът, по който някои изследователи решиха да споделят своите опити за възпроизводство. В епохата на социалните медии изследователите споделяха опитите си на живо. Те дадоха възможност на обществеността да проследи техните успехи и неуспехи в реално време, като напомниха, че науката не е линейна поредица от открития, а динамичен, съвместен и понякога хаотичен процес.

Макар че повечето изследвания стигнаха до заключението, че LK-99 не е свръхпроводник, това не означава, че изследванията са приключили. Изследванията на LK-99 ще продължат още дълго. Що се отнася до търсенето на свръхпроводници при стайна температура, то тепърва започва.