Как открыли и закрыли потенциальный сверхпроводник LK-99

N+1Hi-Tech

Почти не сопротивлялся

Как открыли и закрыли потенциальный сверхпроводник LK-99

Михаил Бойм

В конце июля 2023 года корейские ученые рассказали о материале LK-99, сверхпроводящем при комнатной температуре и атмосферном давлении. Больше двадцати научных групп тут же ринулись проверять данные и воспроизводить эксперименты. Уже к середине августа неуверенный скепсис по поводу неаккуратно написанных препринтов и невнятных доказательств превратился в практически достоверное опровержение. Если раньше от открытия до закрытия очередного сверхпроводника проходили месяцы или даже годы, то сейчас ученые уложились в несколько недель. Почему так быстро? И значит ли это, что корейцы поработали впустую?

Экстраординарное заявление

Новый кандидат в сверхпроводники — замещенный медью свинцовый апатит состава Pb10-xCux(PO4)6O (в обычном свинцовом апатите атомов меди нет). По словам корейских ученых Ли Сукбэ (Sukbae Lee) и Ким Джихуна (Ji-Hoon Kim) из Центра исследований квантовой энергии, они синтезировали его еще в 1999 году — и назвали «LK-99», по первым буквам своих фамилий. Но сообщить о материале миру ученые решили только через 23 года.

В 2022-м они опубликовали патент, в котором впервые раскрыли методику синтеза вещества и описали его свойства, в том числе сверхпроводимость. 31 марта 2023 года в журнале Korean Journal of Crystal Growth and Crystal Technologyпоявилась первая научная статья о LK-99, и сверхпроводимость там тоже упоминалась. Но реакции научного сообщества не последовало — вероятно, потому что патенты мало кто читает, а статья вышла на корейском языке.

Об LK-99 заговорили только в июле, когда ученые опубликовали два англоязычных препринта (раз, два) на портале arXiv.org. Эти работы очень близки по содержанию. Но, как рассказал в интервью New Scientist еще один из авторов исследования Ким Хёнтак (Hyun-Tak Kim), только одной из них стоит доверять. По словам физика, первый препринт был опубликован без его согласия и содержит много неточностей. В «неправильной» статье больше описаний экспериментов (в частности, измерения теплоемкости и данные ЭПР-спектроскопии), а в «правильной» — меньше описаний свойств материала, но более подробное теоретическое обоснование сверхпроводимости.

Заявление корейцев о том, что LK-99 работает сверхпроводником при температуре до 105 градусов Цельсия, выглядело очень смелым. Материалов, способных проводить электрический ток без сопротивления, науке сегодня известно много, но все они работают при экстремальных значениях давления или температуры. Самая высокая подтвержденная температура перехода в сверхпроводящее состояние при атмосферном давлении — −138 градусов Цельсия. А сверхпроводники, которые переходят в такое состояние при температуре, близкой к комнатной, работают только под огромным давлением — порядка нескольких миллионов атмосфер.

Поэтому каждый новый материал, который потенциально может проводить без сопротивления при температуре, близкой к комнатной, сразу провоцирует критику и многочисленные проверки. В предыдущие разы доходило до того, что статьи отзывали даже из Nature. Неудивительно, что к LK-99 и его создателям тоже сразу появились вопросы. А их коллеги из разных стран взялись воспроизводить эксперименты и расчеты — к середине августа Википедия насчитала 26 научных групп, которые подключились к проверке нового сверхпроводника.

Что у него внутри

Чтобы повторить результат корейских исследователей, их коллегам нужно было освоить методику синтеза LK-99. Быстро выяснилось, что в статьях она описана неточно. Согласно «правильному» препринту, синтез материала ученые начали с получения фосфида меди Cu3P и ланаркита — оксосульфата свинца с формулой Pb2(SO4)O. Но условия синтеза ланаркита в тексте и на иллюстрациях отличаются: в тексте авторы предлагают получать его обжигом смеси оксида и сульфата свинца на воздухе, а на схеме показано, что синтез нужно проводить в вакууме.

c3f04ef64c27317323029b8c51377f73.png
Схема синтеза LK-99. Sukbae Lee et al. / arXiv.org, 2023

Дальше, чтобы из ланаркита и фосфида меди получить сам LK-99, ученые нагрели их в вакууме при 925 градусах Цельсия. Но точное время реакции не указали — греть предлагается от 5 до 20 часов. Детали всех трех этапов синтеза авторы препринтов также описали довольно скупо, поэтому их последователи так и не смогли оценить, насколько точно им удалось воссоздать методику синтеза.

Можно было бы свериться по конечному результату, но что именно у корейцев получилось на выходе, тоже не до конца понятно. В препринте они пишут, что провели рутинный рентгенофазовый анализ и выяснили, что их продукт представляет собой поликристаллическую смесь веществ, содержащую, как минимум, сульфид меди Cu2S и производное свинцового апатита с формулой Pb10-xCux(PO4)6O (где x составляет от 0,9 до 1,1). При этом замена части ионов свинца Pb2+ на ионы меди Cu2+ привела к сжатию кристаллической решетки по сравнению с незамещенным свинцовым апатитом — объем элементарной ячейки уменьшился на 0,48 процента. Такое изменение структуры, по мнению Ли и его соавторов, и привело к возникновению сверхпроводящих свойств.

e8866d427a60da1c4a9086e1a244ad3e.png
Кристаллическая структура LK-99, как ее себе представляют корейские материаловеды. Черным пунктиром выделена элементарная ячейка. Sukbae Lee et al. / arXiv.org, 2023

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда» «Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда»

Как евгеника определила облик немецкой овчарки

N+1
Ясный взгляд Ясный взгляд

Избавляемся от мешков и темных кругов: 7 шагов

Лиза
От бронирования переговорной до входа в бизнес-зал: где используется биометрия в России От бронирования переговорной до входа в бизнес-зал: где используется биометрия в России

Зачем нужна биометрия и как ее использовать в России

ТехИнсайдер
«Счастье не за горами»: культурный гид по Перми «Счастье не за горами»: культурный гид по Перми

Что сегодня можно увидеть в Перми и в какие музеи ходить?

Forbes
Что действительно влияет на уровень холестерина? Что действительно влияет на уровень холестерина?

Как снизить уровень холестерина в крови, пока не стало слишком поздно?

ТехИнсайдер
Елена Николаева: «Я шагнула в пропасть добровольно» Елена Николаева: «Я шагнула в пропасть добровольно»

Думала: «Господи, неужели я сейчас так по-дурацки погибну в какой-то Ницце?»

Коллекция. Караван историй
Персональный подход Персональный подход

Как складывалась команда ресторана Modus

Bones
Старый мир умер: как мы стали постмодернистами Старый мир умер: как мы стали постмодернистами

Глава из книги «Всё, всегда, везде» — о смерти мира модерна

Forbes
Ничейные взрослые: как устроена жизнь после детского дома Ничейные взрослые: как устроена жизнь после детского дома

Взросление у выпускников детских домов происходит не так, как в обычной семье

Psychologies
Железная логика: почему промышленники против оборотных штрафов за утечки данных Железная логика: почему промышленники против оборотных штрафов за утечки данных

Сталевары выступили с критикой ведения оборотных штрафов за утечки данных

Forbes
15 неприхотливых домашних растений, которые работают в квартире как фильтры воздуха и помогают дышать полной грудью 15 неприхотливых домашних растений, которые работают в квартире как фильтры воздуха и помогают дышать полной грудью

Узнай, что выращивать на подоконниках

VOICE
«Особняк на колесах»: как устроена жизнь внутри двухэтажного люкс-грузовика «Особняк на колесах»: как устроена жизнь внутри двухэтажного люкс-грузовика

Дом на колесах Elemment Palazzo Superior поразит самого привередливого туриста

ТехИнсайдер
«Начало всех пороков и венец всех добродетелей» «Начало всех пороков и венец всех добродетелей»

Как Аристотель, Малевич, Кафка и другие оправдывали лень

Weekend
Дьявол в мире самолетных запчастей: как TransDigm наживается на Пентагоне и авиации Дьявол в мире самолетных запчастей: как TransDigm наживается на Пентагоне и авиации

Дела у Николаса Хоули сейчас идут просто отлично

Forbes
Эта привычка может спасти жизнь в путешествии: делай это каждый час, как рекомендуют врачи Эта привычка может спасти жизнь в путешествии: делай это каждый час, как рекомендуют врачи

Обязательно делай это, если едешь в автомобиле на большое расстояние

VOICE
Клавиатура, аудиокниги и другое: предметы, которые изначально были изобретены для людей с ограниченными возможностями Клавиатура, аудиокниги и другое: предметы, которые изначально были изобретены для людей с ограниченными возможностями

Истории обычных "удобных" предметов, которая вас поразят

ТехИнсайдер
В мозге людей с избыточным весом изменен «центр управления аппетитом» В мозге людей с избыточным весом изменен «центр управления аппетитом»

У людей с ожирением меняется гипоталамус

ТехИнсайдер
В палеофекалиях древних добытчиков соли нашли яйца гельминтов В палеофекалиях древних добытчиков соли нашли яйца гельминтов

Палеопаразитологи исследовали 35 палеофекалий XII–VII веков до нашей эры

N+1
Токсичный коллектив: 4 признака коллег-абюзеров Токсичный коллектив: 4 признака коллег-абюзеров

Чувствуете себя некомфортно в рабочем коллективе?

Psychologies
Революция игрушек: как из пупсов и хозяюшек куклы стали символами эмансипации Революция игрушек: как из пупсов и хозяюшек куклы стали символами эмансипации

Как менялись игрушки под влиянием социальных сдвигов

Forbes
Муж прощал любовь к другому:  тайны личной жизни Веры Васильевой Муж прощал любовь к другому:  тайны личной жизни Веры Васильевой

Вера Васильева не скрывала от супруга, что всю жизнь любила другого

VOICE
Король-крыса. Как жил и побеждал гонщик Ники Лауда Король-крыса. Как жил и побеждал гонщик Ники Лауда

Ники Лауда: обменять богатство на острые ощущения и поставить на кон жизнь

РБК
Посттравматический рост: как испытания стимулируют наше развитие. Глава книги «Пересобрать себя» Посттравматический рост: как испытания стимулируют наше развитие. Глава книги «Пересобрать себя»

Как поверить в себя, исследуя свое тело, разум и окружающий мир?

Правила жизни
Чего не стоит делать, если вы хотите произвести хорошее впечатление: 4 ошибки Чего не стоит делать, если вы хотите произвести хорошее впечатление: 4 ошибки

Чего следует избегать, если вы хотите произвести положительное впечатление

Psychologies
«Вояджер-2» услышал «радиокрик» NASA на расстоянии почти 20 миллиардов км и восстановил связь «Вояджер-2» услышал «радиокрик» NASA на расстоянии почти 20 миллиардов км и восстановил связь

NASA смогло "окликнуть" спутник с помощью радиотелескопа "Канберра"

ТехИнсайдер
Сплетни или правдивые слухи: 5 неожиданных исторических фактов из гущи событий Российской империи Сплетни или правдивые слухи: 5 неожиданных исторических фактов из гущи событий Российской империи

Российская империя с XVIII и до начала XX века была полна слухов

ТехИнсайдер
«Я боялась, что не смогу найти себе дом»: две истории переезда в Россию и комментарий психолога «Я боялась, что не смогу найти себе дом»: две истории переезда в Россию и комментарий психолога

Что помогает менее болезненно адаптировать в чужой стране?

Psychologies
Виноват шоколад: история конфет с алкоголем Виноват шоколад: история конфет с алкоголем

Как появились конфеты с алкоголем и изменили мир кондитерских изделий

СНОБ
Домашний лимонад: 5 рецептов напитков, которые можно сделать дома Домашний лимонад: 5 рецептов напитков, которые можно сделать дома

Как приготовить домашний лимонад без вреда для фигуры и здоровья

РБК
О чем мечтают и почему ссорятся империи: история долгих отношений России и Турции О чем мечтают и почему ссорятся империи: история долгих отношений России и Турции

Как враждовали и о чем спорили две империи?

Forbes
Открыть в приложении