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

Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят

Как пластиковый мусор в гнездах вредит потомству белых аистов

N+1
Зарядное устройство для всей семьи: тонкости выбора Зарядное устройство для всей семьи: тонкости выбора

Универсальный зарядник может быть очень удобен. Важно лишь правильно его выбрать

CHIP
VisionLabs внедрила систему распознавания дипфейков в банках четырех стран VisionLabs внедрила систему распознавания дипфейков в банках четырех стран

VisionLabs внедрил систему обнаружения дипфейков в банки России

Forbes
«Голубые» облигации: что это и как с их помощью спасают мировой океан «Голубые» облигации: что это и как с их помощью спасают мировой океан

Остановить уничтожение морской флоры и фауны призваны «голубые» облигации

Forbes
Терапия бездельем: что такое бедроттинг и почему зумеры полюбили валяться в постели Терапия бездельем: что такое бедроттинг и почему зумеры полюбили валяться в постели

Bed rotting: обычная лень или способ восстановить силы?

Forbes
Ген долголетия, полученный от голого землекопа, увеличил продолжительность жизни мышей Ген долголетия, полученный от голого землекопа, увеличил продолжительность жизни мышей

Исследователи Рочестерского университета успешно перенесли ген долголетия мышам

ТехИнсайдер
Восстанавливаем удаленные со смартфона фото: подробная инструкция для iPhone и Android Восстанавливаем удаленные со смартфона фото: подробная инструкция для iPhone и Android

Кому из нас не приходилось сокрушаться о случайно удаленных фотографиях?

CHIP
Ураган в детской Ураган в детской

Некоторые малыши гиперактивны, а это истощает детскую нервную систему

Лиза
Ученые Tinkoff Research вывели робота на правильную и безопасную дорогу Ученые Tinkoff Research вывели робота на правильную и безопасную дорогу

Новый метод обучения поможет роботам исследовать неизвестный окружающий мир

ТехИнсайдер
Как отличить плохое настроение от клинической депрессии: 10 признаков Как отличить плохое настроение от клинической депрессии: 10 признаков

Клиническая депрессия у разных пациентов может проявляться по-разному

Psychologies
Сестра Мордюковой: «Женское счастье Нонна так и не нашла. ей попадались не те мужчины» Сестра Мордюковой: «Женское счастье Нонна так и не нашла. ей попадались не те мужчины»

Людмила Мордюкова рассказала о непростой, но такой яркой жизни своей сестры

Караван историй
Имплант под воздействием тока вырабатывает инсулин. Предложен новый метод лечения диабета Имплант под воздействием тока вырабатывает инсулин. Предложен новый метод лечения диабета

Ученые создали искусственные человеческие клетки, способные вырабатывать инсулин

ТехИнсайдер
Самая нетипичная футбольная звезда: Буффон прощается с футболом в 45 лет Самая нетипичная футбольная звезда: Буффон прощается с футболом в 45 лет

Удивительные истории из жизни итальянского Супермена

Forbes
Правила, которые нужно соблюдать перед тренировкой Правила, которые нужно соблюдать перед тренировкой

5 рекомендаций, благодаря которым тренировки точно будут полезными

Maxim
Не красавицы, а глаз не отвести! Как в молодости выглядели актрисы, которые не вписываются в бьюти-стандарты Не красавицы, а глаз не отвести! Как в молодости выглядели актрисы, которые не вписываются в бьюти-стандарты

Как же в молодости выглядели обладательницы необычной внешности

VOICE
Во взрывных извержениях внутриплитного вулкана Фогу обвинили углекислый газ Во взрывных извержениях внутриплитного вулкана Фогу обвинили углекислый газ

В продуктах извержения вулкана Фогу найдено большое содержание углекислого газа

N+1
Дмитрий Леонтьев. Когда вернутся немцы Дмитрий Леонтьев. Когда вернутся немцы

Недавно один француз удивил меня скандалом, который разразился в его семье

4x4 Club
Как подключить беспроводные наушники к телевизору Как подключить беспроводные наушники к телевизору

Подключив беспроводные наушники к телевизору, вы избавите себя от массы проблем

CHIP
Фильмы для взрослых, тюрьма, развод: где сейчас красавицы из самых крутых клипов 1990-х Фильмы для взрослых, тюрьма, развод: где сейчас красавицы из самых крутых клипов 1990-х

Судьба красоток из популярных музыкальных видео сложилась по-разному

VOICE
«Тихий наем»: почему продвижение по службе не всегда хорошо для сотрудника и компании «Тихий наем»: почему продвижение по службе не всегда хорошо для сотрудника и компании

Руководители не учитывают набор рисков, возникающих вследствие «тихого найма»

Forbes
Управляющие отчитались о росте Управляющие отчитались о росте

Самые успешные инвестиции середины лета

Деньги
С грядки на стол С грядки на стол

Каждый шеф находит свое решение в вопросе поставки свежих продуктов

Bones
Что общего у медузы, кошки, змеи и космонавта? Математика Что общего у медузы, кошки, змеи и космонавта? Математика

Математикам удалось обнаружить алгоритм, описывающий класс природных движений

ТехИнсайдер
Что такое депрессия, почему она возникает и как лечить Что такое депрессия, почему она возникает и как лечить

Что такое депрессия и как с ней справиться? Разбираемся с психотерапевтом

РБК
Донорские нейроны восстанавливают работу мышц при боковом амиотрофическом склерозе Донорские нейроны восстанавливают работу мышц при боковом амиотрофическом склерозе

Найден путь к созданию терапии, которая будет помогать пациентам при БАС

ТехИнсайдер
Победа на научном фронте Первой мировой. Кто придумал противогаз Победа на научном фронте Первой мировой. Кто придумал противогаз

Кто взялся за разработку средства защиты дыхательных путей

СНОБ
Власть Власть

Как устроена власть в Объединенных Арабских Эмиратах?

Правила жизни
Лень — не порок: несколько научных доказательств, почему человеку необходим отпуск Лень — не порок: несколько научных доказательств, почему человеку необходим отпуск

Как с точки зрения нейропсихологии на нас влияет отпуск

Forbes
Как удалить учетную запись Microsoft: несколько простых способов Как удалить учетную запись Microsoft: несколько простых способов

Как удалить учетную запись Майкрософт из Windows 10 и с сайта компании

CHIP
Нравиться всем или себе? Находим золотую середину Нравиться всем или себе? Находим золотую середину

Как здраво оценивать себя?

VOICE
Открыть в приложении