Комнатная сверхпроводимость столкнулась с сопротивлением
Материал, получивший условное название LK-99, якобы является первым в мире сверхпроводником, работающим при комнатной температуре и нормальном атмосферном давленииtomshardware.com
В конце прошлого месяца группа корейских исследователей из сеульского Quantum Energy Research Centre (QERC, Центр изучения квантовой энергии) опубликовала сенсационную статью, в которой утверждалось, что синтезированный ими ранее материал (легированный медью свинцовый апатит), получивший условное название LK-99, является первым в мире сверхпроводником, работающим при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении.
Как известно, вплоть до настоящего времени все искусственно полученные учеными сверхпроводники — материалы, обладающие нулевым электрическим сопротивлением и способные передавать электричество без потерь энергии на нагрев, — демонстрировали эти свойства либо при температурах намного ниже комнатной, либо под воздействием огромных давлений.
На этой неделе одна за другой стали появляться многочисленные публикации, в которых авторы дружно заявляют, что результаты, якобы полученные корейскими кудесниками из QERC, не имеют под собой серьезных научных обоснований
Эта нерецензированная статья, размещенная параллельно с сопроводительной публикацией на сервере научных препринтов arXiv 22 июля, стала настоящей бомбой, вызвавшей шквал энтузиазма в Сети и стимулировавшей попытки многочисленных исследователей по всему миру наперегонки друг с другом экспериментально воспроизвести удивительные результаты, полученные в QERC.
Однако поднятая в интернете шумиха вокруг пресловутой «субстанции LK-99», которая во многом была искусственно создана серией коротких текстовых сообщений различных «влиятельных блогеров» в соцсети Х (экс-Twitter), оказалась весьма недолговечной, и, судя по всему, рассчитывать на скорое наступление золотого века энергетики человечеству, увы, пока не стоит.
НЕ РАВНА НУЛЮ
Еще в конце прошлой недели специалисты Корейского общества сверхпроводимости и криогеники (Korean Society of Superconductivity and Cryogenics, KSSC) официально заявили, что они не смогли экспериментально подтвердить результаты оригинальных исследований QERC, «касающихся предполагаемого обнаружения комнатно-температурного сверхпроводника».
И хотя по итогам нескольких ранних экспериментальных проверок сообщалось о достигнутом частичном успехе — в частности, утверждалось, что в синтезированном материале удалось наблюдать явление диамагнетизма (диамагнетики — вещества, не обладающие собственным магнитным моментом, у которых при воздействии на них внешнего магнитного поля возникает магнитный момент, направленный противоположно вектору магнитного поля, то есть они отталкиваются от внешнего магнитного поля), во многих других исследованиях сообщалось о неудачном исходе: констатировалось, что либо диамагнетизм (который свойственен всем сверхпроводникам) вообще не наблюдался, либо что синтезированный LK-99 не обладал нулевым электрическим сопротивлением.
А уже на этой неделе одна за другой стали появляться многочисленные публикации, в которых авторы, представляющие различные солидные научные организации и исследовательские центры, дружно заявляют, что результаты, якобы полученные корейскими кудесниками из QERC, не имеют под собой серьезных научных обоснований, или, проще говоря, утверждают, что ни о какой «комнатной сверхпроводимости» LK-99 не может быть и речи.
Джи-Хун Ким, один из авторов сенсационной статьи, в которой утверждалось, что синтезированный ими ранее материал (легированный медью свинцовый апатит), получивший условное название LK-99, является первым в мире сверхпроводником, работающим при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении
kedglobal.com
С ЧУВСТВОМ ГЛУБОКОГО ПРИСКОРБИЯ
Группа ученых из Национальной физической лаборатории CSIR в Индии (Капил Кумар и его коллеги), опубликовала статью, в которой сообщается, что образец LK-99, созданный ими в лаборатории, не имеет признаков сверхпроводимости «ни при какой температуре», и, более того, является «высокорезистивным» (обладающим высоким сопротивлением). Иными словами, полученный ими результат оказался прямо противоположным тому, что ожидалось увидеть. И чуть ли не единственным позитивным итогом их исследований было обнаружение того, что полученный образец все-таки был диамагнитным при температуре 280 К (6,85 °C).
Другая группа, из Национального университета Тайваня (National Taiwan University, NTU), осуществила контрольные эксперименты с LK-99 в прямом эфире на YouTube, но так и не смогла продемонстрировать сверхпроводимость материала. Ван Лимин, профессор физики из NTU, затем сообщил местному изданию Liberty Times, что на пятый вечер испытаний было обнаружено, что этот материал обладает диамагнетизмом (то есть фактически продублировал комментарии индийской команды Кумара), «но он не является сверхпроводником».
Результаты совместных исследований, опубликованных 8 августа международной командой специалистов из Принстонского университета (США), Института химической физики твердых тел Макса Планка (Германия) и испанской компании Ikerbasque, также показали, что образец LK-99, который, «скорее всего, может быть магнитом», представляет собой «многофазный материал, не обладающий высокотемпературной сверхпроводимостью».
«С чувством глубокого прискорбия мы теперь полагаем, что игра окончена. LK99 не является сверхпроводником, как при комнатной температуре, так и при очень низких температурах»
Наконец, китайские исследователи из Международного центра квантовых материалов (ICQM) Пекинского университета в своей статье на сайте препринтов arXiv, опубликованной в начале этой недели, сообщили об успешном синтезе «материала, по структуре похожего на LK-99», но не смогли подтвердить наличие у него сверхпроводимости (в том числе не обнаружили ни эффекта Мейсснера — полного вытеснения магнитного поля из объема проводника при его переходе в сверхпроводящее состояние, ни собственно нулевого сопротивления). Правда, в этой публикации констатируется, что «в полученном образце LK-99 выявлено наличие небольшого количества ферромагнетизма (свойства, при котором намагниченность сохраняется после снятия магнитного поля)», благодаря которому он может «полулевитировать» (то есть левитировать, частично касаясь поддерживающих материалов). И поскольку, по оценке специалистов ICQM, «впервые материал, состоящий из свинца, меди, фосфора и кислорода (входящих в состав LK-99) проявляет ферромагнетизм», данный эксперимент все-таки «имеет определенное научное значение»”.
Резюмируя результаты экспериментов вышеупомянутых исследовательских групп, специалисты влиятельного Центра теории конденсированного состояния вещества (Condensed Matter Theory Center, CMTC) американского Мэрилендского университета написали в своей твит-ленте нечто вроде предварительного некролога: «С чувством глубокого прискорбия мы теперь полагаем, что игра окончена. LK99 не является сверхпроводником, как при комнатной температуре, так и при очень низких температурах... Бороться с правдой бессмысленно. Экспериментальные данные свидетельствуют именно об этом».
Кроме того, в очередном твите CMTC уточняется, что «сам по себе наблюдаемый в ряде экспериментов диамагнетизм неинтересен, – многие материалы, например свинец, медь и фосфор, входящие в состав LK99, являются диамагнетиками. Это очень распространенное свойство».
И, пожалуй, наиболее жесткие комментарии дал на этой неделе известный физик-теоретик из Аргоннской национальной лаборатории США Майкл Норман, который заявил: «Корейские авторы производят впечатление настоящих дилетантов… Они мало что знают о сверхпроводимости, и то, как они представили некоторые данные, вызывает у меня, мягко говоря, большие сомнения в их научном профессионализме».
Как деликатно отметила в интервью Science один из ведущих специалистов в области физики конденсированного состояния Надя Мейсон (Университет Иллинойса Урбана-Шампейн, США), «возможно, этот материал все-таки действительно может представлять собой золотую жилу, являясь сильно взаимодействующим нетрадиционным сверхпроводником»
1400degrees.org
ЭФФЕКТИВНАЯ ФАЛЬСИФИКАЦИЯ
В то же время эта громкая история с комнатным сверхпроводником LK-99 может стать очередным примером эффективной работы процесса научного познания. Иными словами, в который уже раз успешно задействуется давно применяемый в научном сообществе принцип фальсификации (впервые четко сформулированный Карлом Поппером): сначала появляется формальное утверждение о сделанном важном открытии, а затем посредством его эмпирической (экспериментальной) проверки демонстрируется несостоятельность данного утверждения, хотя, разумеется, говорить об окончательном негативном вердикте в этом конкретном случае пока рано.
И, как, в частности, отмечается в весьма критической публикации журнала Science от 8 августа (ее заголовок в буквальном переводе — «Короткая впечатляющая жизнь вирусного заявления о получении сверхпроводимости при комнатной температуре», а в подзаголовке констатируется, что «всего за две недели невероятное “открытие" взлетело до небес в интернете, а затем начало падать обратно на Землю»), поскольку современная физика до сих пор так и не смогла разработать внятную теорию, объясняющую явление высокотемпературной сверхпроводимости, пока нельзя с уверенностью утверждать, что LK-99 в принципе не может быть сверхпроводником. В обычном сверхпроводнике колебания кристаллической решетки служат своеобразным клеем, связывающим электронные пары. В высокотемпературных сверхпроводниках, по предположениям физиков-теоретиков, этот «клей» каким-то непостижимым образом возникает за счет сильного отталкивания самих электронов. И, как деликатно отметила в интервью Science один из ведущих специалистов в области физики конденсированного состояния Надя Мейсон (Университет Иллинойса Урбана-Шампейн, США), «возможно, этот материал все-таки действительно может представлять собой золотую жилу, являясь сильно взаимодействующим нетрадиционным сверхпроводником».
«Поскольку современная физика до сих пор так и не смогла разработать внятную теорию, объясняющую явление высокотемпературной сверхпроводимости, пока нельзя с уверенностью утверждать, что LK-99 в принципе не может быть сверхпроводником»
В свою очередь, по мнению профессора кафедры физики твердого тела и наносистем института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ, доктора физико-математических наук Алексея Менушенкова, «представленные корейскими авторами результаты чрезвычайно интересны, и особенно впечатляет наблюдение диамагнетизма в виде эффекта Мейсснера и эффекта левитации. Но наиболее слабой частью мне представляется область структурных исследований, которая оставляет сомнения в правильности описания сложной структуры материала LK-99. Возможно ли, что этот материал существует и обеспечивает комнатную сверхпроводимость? Думаю, что да. Однако сделать окончательные выводы можно только в случае повторения описанных эффектов другими независимыми группами исследователей».
И один из напрашивающихся способов окончательного решения проблемы с комнатной сверхпроводимостью по версии QERC — предоставление всем желающим оригинальных образцов «субстанции LK-99», полученных самими корейскими исследователями, с целью дальнейшей массовой проверки ее заявленных физических свойств.
Пока «выдачи исходников» самими авторами (Сукбэ Ли и Джи-Хун Кимом, по первым буквам фамилий которых, L и K, собственно, и был назван материал, впервые синтезированный ими еще в 1999 году) вроде бы не произошло, хотя, как, например, утверждается в публикации известного интернет-издания Tom’s Hardware, корейские исследователи уже отправляют (или намерены это сделать в ближайшее время) образцы LK-99 «непосредственно профессорам физики из Университета штата Вирджиния».
Источник: https://stimul.online/articles/science-and-technology/komnatnaya-sverkhprovodimost-stolknulas-s-sopr...