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

Чилийцы переоткрыли скрывавшуюся почти 130 лет лягушку Чилийцы переоткрыли скрывавшуюся почти 130 лет лягушку

В Чили спустя 130 лет переоткрыли полосатого шипогруда

N+1
История советских «Луноходов»: один разбился, один замерз, один перегрелся История советских «Луноходов»: один разбился, один замерз, один перегрелся

Времена, когда слово «Луноход» с восхищением произносили во всех странах мира

Maxim
Как работают U-образные двигатели: да-да, вы прочитали правильно, это буква U Как работают U-образные двигатели: да-да, вы прочитали правильно, это буква U

Какие необычные моторы на U-образной конфигурации изобрели инженеры?

ТехИнсайдер
Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма Библиофутурология: от фонокниги до книгофильма

Какие из их предсказаний писателей о будущем книг сбылись?

Наука и жизнь
Раскрыта cтратегия, которой следуют успешные люди на пути к большой цели Раскрыта cтратегия, которой следуют успешные люди на пути к большой цели

Какими качествами должны обладать эффективные лидеры и сотрудники

Inc.
Восстановить мужские ориентиры Восстановить мужские ориентиры

Молодые пары сегодня все реже следуют традиционному распределению ролей

Psychologies
Неожиданные гастропары к шампанскому — советы виноделов и сомелье Неожиданные гастропары к шампанскому — советы виноделов и сомелье

Редиска и чипсы с крабом: нестандартные закуски к шампанскому

СНОБ
Заколоченные окна: какие проблемы вызовет отказ Microsoft продлевать лицензии Заколоченные окна: какие проблемы вызовет отказ Microsoft продлевать лицензии

Лицензии Microsoft на продукты будут действовать до конца сентября

Forbes
Что надо знать о блан де нуаре — одном из винных хитов 2023 года Что надо знать о блан де нуаре — одном из винных хитов 2023 года

Почему российский блан де нуар отличается от французского и как его делают

СНОБ
Мозг собак сильнее отреагировал на человеческое сюсюкание Мозг собак сильнее отреагировал на человеческое сюсюкание

Ученые выявили сходство между тем, как мозг младенцев и собак обрабатывает речь

N+1
Мобильный розарий Мобильный розарий

Розы уместны всегда и везде

Лиза
Ирина Паутова Ирина Паутова

Ирина Паутова отвечает за тургеневские тяготы Зендеи и Кирана Калкина

Собака.ru
Возраст сексуального согласия: 8 тем, которые необходимо обсудить с подростком Возраст сексуального согласия: 8 тем, которые необходимо обсудить с подростком

О чем нужно предупредить ребенка, обсуждая с ним сексуальное согласие?

Psychologies
О вреде газлайтинга для газлайтера О вреде газлайтинга для газлайтера

«Только ты и я»: экранизация французского феминистского бестселлера

Weekend
Корзины для яиц Корзины для яиц

Как Гарри Марковиц изобрел инвестиционный портфель

Деньги
Чем опасен запрет на эмоции для женщин и как нам разрешить себе радоваться и злиться Чем опасен запрет на эмоции для женщин и как нам разрешить себе радоваться и злиться

Почему женщины, подавляющие эмоции, в опасности?

Forbes
Натали Портман. Мисс совершенство Натали Портман. Мисс совершенство

Натали Портман не слишком хорошо вписывается в голливудский ландшафт

Караван историй
Екатерина Волкова: «Катя, угомонись!» Екатерина Волкова: «Катя, угомонись!»

Актриса Екатерина Волкова рассказала о своей жизни, семье и новой роли

Лиза
Atomic Heart: эксклюзивный отрывок книги Atomic Heart: эксклюзивный отрывок книги

Узнайте «предысторию предприятия 3826»

Maxim
Мостинг, бредкрамбинг и другие кошмарные тренды в отношениях Мостинг, бредкрамбинг и другие кошмарные тренды в отношениях

Тренды современных отношений, которых лучше бы вообще не было

VOICE
«Очаровал меня и всю мою семью»: каково это — выйти замуж за иностранца и переехать в Иран «Очаровал меня и всю мою семью»: каково это — выйти замуж за иностранца и переехать в Иран

Героиня истории рассказала, как вышла замуж за иранца и переехала на его родину

Psychologies
Как использовать ChatGPT в России: может ли об этом рассказать другой чат-бот Как использовать ChatGPT в России: может ли об этом рассказать другой чат-бот

Аочему бы вместо ChatGPT не обратиться за помощью… к другому чат-боту?

ТехИнсайдер
Как нормализовать уровень глюкозы в крови: шесть способов Как нормализовать уровень глюкозы в крови: шесть способов

Собрали шесть основных принципов из новой книги «Богиня глюкозы»

РБК
5 самых полезных овощей в конце лета: добавьте их в рацион, пока не наступил сентябрь 5 самых полезных овощей в конце лета: добавьте их в рацион, пока не наступил сентябрь

Как питаться разнообразно, добавляя в рацион не только листья салата и огурцы

Psychologies
Как организовать процесс развода, чтобы сохранить психологическое здоровье детей? Как организовать процесс развода, чтобы сохранить психологическое здоровье детей?

Как помочь ребенку пережить развод и смягчить нагрузку на психику

VOICE
Like A Virgin: культовые образы Мадонны Like A Virgin: культовые образы Мадонны

Самые узнаваемые образы Мадонны, которые мода уже вряд ли забудет

Правила жизни
Ралли «Шёлковый путь 2023». Итоги Ралли «Шёлковый путь 2023». Итоги

Новое издание было уникально как по спортивной составляющей, так и по эмоциям

4x4 Club
Мария Богомолова о поддержке стартапов и актуальных направлениях для инвестиций в Москве Мария Богомолова о поддержке стартапов и актуальных направлениях для инвестиций в Москве

Мария Богомолова — о поддержке стартапов, работе с госструктурами и инвестициях

СНОБ
Личинки ос повредили сердца тараканам при первой возможности Личинки ос повредили сердца тараканам при первой возможности

Личинки ос съедают трахеи и сердца тараканов

N+1
Коллективный разум: что такое мастермайнд и как его проводить Коллективный разум: что такое мастермайнд и как его проводить

Как организовать собственную мастермайнд-группу?

Forbes
Открыть в приложении