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

Древняя ДНК указала на обмен генами между охотниками-собирателями Северной Африки и Европы Древняя ДНК указала на обмен генами между охотниками-собирателями Северной Африки и Европы

Население Восточного Магриба сохраняло преемственность от охотников-собирателей

N+1
Альтернативное решение Альтернативное решение

Как лечат пиявки и нужна ли вообще такая терапия

Лиза
Не работает тачпад на ноутбуке: причины и способы решения проблемы Не работает тачпад на ноутбуке: причины и способы решения проблемы

Что делать, если перестал работать тачпад на ноутбуке с Windows

CHIP
Тренер по тайм-менеджменту: эта техника поможет составить план идеальной рабочей недели Тренер по тайм-менеджменту: эта техника поможет составить план идеальной рабочей недели

Вам не хватает времени выполнить все важные дела на работе?

Inc.
Как работает институт многоженства и с чем сталкиваются женщины в таких семьях Как работает институт многоженства и с чем сталкиваются женщины в таких семьях

Почему женщины соглашаются становиться вторыми женами и какие риски несут

Forbes
Техношея Техношея

Почему нам всем грозит tech neck и как защитить свою шею от колец Венеры?

Собака.ru
Восточная подсказка Восточная подсказка

Подробная инструкция по пользованию Дубаем

Правила жизни
Как республиканец и кандидат на пост президента США Вивек Рамасвами стал миллиардером Как республиканец и кандидат на пост президента США Вивек Рамасвами стал миллиардером

В отличие от своего конкурента Вивек Рамасвами разбогател самостоятельно

Forbes
Рисунок дюн расскажет о геологической истории планет Солнечной системы Рисунок дюн расскажет о геологической истории планет Солнечной системы

Дюны помогут узнать больше о планетах Солнечной системы

ТехИнсайдер
«Побочный эффект: Смерть»: история опиоидной эпидемии в США 90-х «Побочный эффект: Смерть»: история опиоидной эпидемии в США 90-х

Каким получился сериал «Побочный эффект: Смерть»

Forbes
От падения со скалы до нападения маньяка: 11 самых распространенных кошмаров От падения со скалы до нападения маньяка: 11 самых распространенных кошмаров

В чем заключается функция ночных кошмаров и какие сюжеты встречаются чаще всего

Psychologies
О вреде газлайтинга для газлайтера О вреде газлайтинга для газлайтера

«Только ты и я»: экранизация французского феминистского бестселлера

Weekend
Равные возможности Равные возможности

Red Azalea: катамаран с двигателем внутреннего сгорания

Y Magazine
Шик и блеск Шик и блеск

Команда Бориса Уборевича–Боровского создала респектабельный интерьер шоурума

SALON-Interior
Чем заменить Lexus. Тест-драйв Exeed RX Чем заменить Lexus. Тест-драйв Exeed RX

В России начали продавать Exeed RX. Результаты тест-драйва

РБК
10 способов испортить первое свидание 10 способов испортить первое свидание

Каких поступков и тем следует избегать при первом свидании?

Psychologies
Прекрасная страна. История эмиграции из-за политического преследования в Китае Прекрасная страна. История эмиграции из-за политического преследования в Китае

Книга о семье, которой пришлось переехать из-за политического преследования

СНОБ
Что такое безглютеновый хлеб и почему он полезен далеко не всем Что такое безглютеновый хлеб и почему он полезен далеко не всем

Есть ли спрос на безглютеновый хлеб и что это ― панацея или новый тренд

РБК
Микроорганизмы разогрели Землю во время ледникового периода 300 миллионов лет назад Микроорганизмы разогрели Землю во время ледникового периода 300 миллионов лет назад

Быстрое потепление 304 млн лет назад произошло из-за большого количества метана

ТехИнсайдер
Лед на ужин, культ красоты и неравенство: как живет Южная Корея сегодня Лед на ужин, культ красоты и неравенство: как живет Южная Корея сегодня

Южная Корея: социальные тренды и современная культура страны

Psychologies
«Научиться различать усилие и насилие»: Ольга Примаченко о том, как отыскать баланс работы и отдыха «Научиться различать усилие и насилие»: Ольга Примаченко о том, как отыскать баланс работы и отдыха

Автор книги «К себе нежно» — как не прекращать заботиться о себе

Psychologies
Переключи режим! Переключи режим!

Что делать, если ты не расстаешься с ноутбуком даже на пляже?

Лиза
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
Почему новый Land Cruiser добьётся успеха там, где потерпел неудачу FJ Cruiser Почему новый Land Cruiser добьётся успеха там, где потерпел неудачу FJ Cruiser

Почему FJ Cruiser потерпел неудачу?

4x4 Club
Осадки сточных вод помешали почве сорбировать ситаглиптин Осадки сточных вод помешали почве сорбировать ситаглиптин

Повышенный риск попадания фармацевтических поллютантов в грунтовые воды

N+1
Как обрести уверенность Как обрести уверенность

Почему нас часто мучают сомнения в том, что мы справимся с чем-то?

Лиза
Ингибиторы протонной помпы связали с повышенным риском инфекций у детей Ингибиторы протонной помпы связали с повышенным риском инфекций у детей

Прием ИПП связан с повышенным риском серьезных инфекций у маленьких детей

N+1
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
«Румынские мифы. От вырколаков и фараонок до Мумы Пэдурий и Дракулы» «Румынские мифы. От вырколаков и фараонок до Мумы Пэдурий и Дракулы»

Как заполучить и использовать корень мандрагоры

N+1
Секс с нарциссом: 5 особенностей, которые важно знать Секс с нарциссом: 5 особенностей, которые важно знать

Как понять, что вы попали в ловушку отношений именно с нарциссом?

Psychologies
Открыть в приложении