Екип учени от катедрата по физика на Югоизточния университет, водещ университет в Нанкин, Китай, съобщиха, че са измерили нулево съпротивление на ток в проба от LK-99, свръхпроводника, предложен от южнокорейска група учени, за който ви съобщихме по-рано.

Това е първото успешно възпроизвеждане на опита за създаване на свръхпроводник при стайна температура при околно налягане или RTAPS (Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor).

Ако тази мечта се осъществи, вероятно повече няма да имаме грижи за енергията и транспорта. Това би било подобно на откриването на огъня, пеницилина или транзистора. Революционна промяна.

Но настроенията в част от общността на физиците спрямо последното съобщение за пробив в тази област са противоречиви. Тече много активен дебат относно жизнеспособността на откритието. Мнозина са песимисти, че доказателствата са оскъдни и че оригиналната публикация не издържа.

В момента сме на етапа, когато теоретичните симулации са потвърдили възможността предполагаемите материали да бъдат свръхпроводници, както може да се види в скоро публикуваната статия в arХiv на Шинейд Грифин (Sinéad Griffin) от лабораторията "Лорънс Бъркли".

Това поставя началото на световна надпревара за развенчаване или възпроизвеждане на опита на корейците. Американските, китайските, японските и индийските лаборатории зарязват това, което правят, и дават шанс на LK-99.

Ето, не закъснява първият успешен опит за възпроизвеждане на експеримента, който дори усъвършенства процеса на създаване и демонстрира някои от ефектите, необходими за доказване на свръхпроводимост.

Китайският екип е синтезирал материала на свръхпроводника LK-99 от нулата и е измерил свръхпроводимостта до температура от 110 келвина. Те твърдят, че са наблюдавали рязък спад в съпротивлението между ~300K и 220K, което съответства на резултатите на корейския екип. Твърди се, че има потвърдена структурна консистенция с рентгенова дифракция.

От видеото:

– Те измерват нулево съпротивление при 110K (-163C), използвайки метода на четириточковата сонда. Нулево съпротивление при тази висока температура при околно налягане е ново откритие в науката за материалите
– Те също така твърдят, че има преход във и извън състоянието на нулево съпротивление в зависимост от силно приложено магнитно поле – класическа характеристика на свръхпроводимостта.
– Съобщава се, че синтезираната от тях проба има много по-висока чистота от оригиналната на корейския екип.
– Те отбелязват интересен и рязък спад в съпротивлението, с няколко порядъка, между ~300 и 220K (приблизителни стойности от графиката). Понастоящем това е необяснимо, но грубо се съгласува с резултатите на корейския екип – т.е. той може да е измервал този „спад“ при по-висока с два порядъка температура.
– Те поддържат твърдението, че това не е абсолютно убедително доказателство за свръхпроводимост, но подсказва много интересни електронни свойства на този материал.

Защо това е доказателство:

Люспицата LK-99 леко левитира и за двете ориентации на магнитното поле, което означава, че не е просто намагнетизирано парче желязо или подобен „магнитен материал“. Една проста магнитна люспа би била привлечена от едната полярност на силния магнит и отблъсната от другата. Диамагнитът би бил отблъснат при всяка ориентация, тъй като той се съпротивлява и се отблъсква от всички полета, независимо от полярността.

Предупреждения

Няма начин да се провери ориентацията на силния магнит в това видео, освен това все още предстои да бъдат публикувани експериментални измерени стойности на тази проба. Диамагнетизмът е свойство на свръхпроводниците, но без измерени и проверени данни, това е само намек на резултат.

Потвърждения

Ако този синтез наистина е бил успешен, тогава този материал е достатъчно достъпен, за да бъде направен от лаборатории, различни от първоначалния изследователски екип.

Това като цяло се потвърждава от две независими симулационни проучвания, които изследват твърдението на първоначалните корейски автори за материала и кристалната структура, и двете проучвания подкрепят твърденията.

Национална лаборатория на Лорънс Бъркли: https://arxiv.org/pdf/2307.16892.pdf 
Национална лаборатория в Шенян: https://arxiv.org/pdf/2307.16040.pdf 

Очакват се резултатите и от Argonne National Lab - Националната лаборатория "Аргон" към Министерството на енергетиката на САЩ (DOE), за които се съобщава, че работят по свой собствен синтез на проба.

Възражения

1. 100 K, приблизително -173.15 ºC не е стайна температура.

2. Формата на тази графиката на съпротивлението е странна според специалистите - няма прекъснат спад право надолу, а е плавна крива.

3. Съпротивление 1E^-5 ≠ 0! Въпреки че може да е в рамките на грешка при измерване.

4. Всички обичайни предупреждения: тези резултати не са почти публикувани в рецензирано списание, нито прегледани и може да са ненадеждни.

Тези резултати се съгласуват добре с последните симулации от Националната лаборатория "Лорънс Бъркли", Университета на Боулдър Колорадо, Националната лаборатория в Шенянг и Виенския технологичен университет, всички извършени от високоавторитетни и утвърдени учени по материалознание.

Тези симулации показват, че LK-99 има потенциал за свръхпроводимост при високи температури и невисоко налягане поради образуването на плоски енергийни ленти, когато оловно-апатитният кристал е легиран с мед. По-специално, други легиращи метали също могат да постигнат подобни или по-добри резултати.

Това е много вълнуващо, защото дори само някои свойства да са валидни, това ще даде огромен тласък в цялото поле на изследвания.

Observation of zero resistance above 100∘ K in Pb_10−xCu_x(PO₄)₆O; Qiang Hou, Wei Wei, Xin Zhou, Yue Sun, Zhixiang Shi; https://arxiv.org/abs/2308.01192 

LK-99 : Everything We Know So Far, Peter Xing, Мedium

Zero Resistance Measured in a New LK-99 Replication at Southeast University in Nanjing China, Brian Wang, Next Big Future