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

Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте

Как ожирение снижает ожидаемую продолжительность жизни

N+1
Фильмы и сериалы, снятые в Петербурге и окрестностях: от «Замаячного» до «Серебряных коньков» Фильмы и сериалы, снятые в Петербурге и окрестностях: от «Замаячного» до «Серебряных коньков»

Питер и Ленинградская область на глазах превращаются в российский Голливуд

Maxim
3D-печать домов, роботы-диагносты, космические двигатели и сверхпрочные ткани: как российские стартапы создают будущее 3D-печать домов, роботы-диагносты, космические двигатели и сверхпрочные ткани: как российские стартапы создают будущее

Подборка историй людей, которые двигают прогресс

ТехИнсайдер
«Пришёл дать вам волю» «Пришёл дать вам волю»

30 августа 2022 года ушёл из жизни Михаил Сергеевич Горбачёв. Вспоминаем

Дилетант
История «Лебединого озера» История «Лебединого озера»

Как создавалась легенда балета

Культура.РФ
Динозавр съел баннер: 10 выдающихся рекламных кампаний голливудских фильмов Динозавр съел баннер: 10 выдающихся рекламных кампаний голливудских фильмов

Десять примеров выдающихся промокампаний по продвижению кино в Голливуде

Правила жизни
Александр Рапопорт: «На каком-то этапе я сказал: «Хочу, чтобы всем было хорошо, но чтобы среди тех, кому хорошо, был и я тоже» Александр Рапопорт: «На каком-то этапе я сказал: «Хочу, чтобы всем было хорошо, но чтобы среди тех, кому хорошо, был и я тоже»

Александр Рапопорт рассуждает об известности и возрасте

Караван историй
Повод для праздника: как в обществе меняется отношение к разводам Повод для праздника: как в обществе меняется отношение к разводам

Как менялось отношение к расторжению брака и как его воспринимают сейчас

Forbes
Вы будете смеяться, когда узнаете интимные подробности выражения Вы будете смеяться, когда узнаете интимные подробности выражения

Почему именно песок сочится из старческих щелей?

ТехИнсайдер
17 мгновенных фактов про «Семнадцать мгновений весны» 17 мгновенных фактов про «Семнадцать мгновений весны»

Рассказываем максимально интересное про «Семнадцать мгновений весны»

Maxim
Не останется и следа: как отстирать пятна от ягод с одежды, ковра и дивана Не останется и следа: как отстирать пятна от ягод с одежды, ковра и дивана

Советы, как легко отстирать пятна от ягод с любой поверхности

ТехИнсайдер
7 фактов о счастье: размышления психотерапевта 7 фактов о счастье: размышления психотерапевта

Какие они — счастливые люди?

Psychologies
Саммит на вырост: почему странам БРИКС сложно договариваться Саммит на вырост: почему странам БРИКС сложно договариваться

Прошедший в ЮАР саммит БРИКС стал самым масштабным мероприятием блока

Forbes
5 советских игрушек, которые были только в зажиточных семьях 5 советских игрушек, которые были только в зажиточных семьях

Рассказываем, какими были модные дорогие игрушки в СССР

Psychologies
Очень Хороший Человек, с которым тебе плохо: почему? Очень Хороший Человек, с которым тебе плохо: почему?

Есть такой сорт людей, всеобщих любимцев, жить с которыми довольно трудно

VOICE
Самые жуткие катакомбы, пещеры и подземелья в мире Самые жуткие катакомбы, пещеры и подземелья в мире

Эти места — настоящий кошмар клаустрофобов

Maxim
«В погоне за черепахой: Путешествие длиной в 200 миллионов лет» «В погоне за черепахой: Путешествие длиной в 200 миллионов лет»

Почему популяции морских черепах когда-то были более многочисленными

N+1
Вынужденная посадка: изменят ли Рунет новые правила «приземления» Вынужденная посадка: изменят ли Рунет новые правила «приземления»

В конце июля утвердили изменения федеральных законов «Об информации» и «О связи»

Forbes
Описать технический прогресс. Кто придумал теорию для двигателя внутреннего сгорания Описать технический прогресс. Кто придумал теорию для двигателя внутреннего сгорания

Для своего времени ДВС стал настоящим чудом инженерной мысли

СНОБ
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
Ещё раз о Вагнере… Ещё раз о Вагнере…

Творчество Вагнера у одних вызывает восторг, у других неприятие

Дилетант
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
Какие современные праздники сохранились от языческих обрядов? Какие современные праздники сохранились от языческих обрядов?

Праздники, традиции которых уходят в язычество

Культура.РФ
Чтение выходного дня: отрывок из книги «Архитектура без архитектора: вернакулярные районы городов мира» Андрея Иванова Чтение выходного дня: отрывок из книги «Архитектура без архитектора: вернакулярные районы городов мира» Андрея Иванова

Древний город Городец где сохранилась уникальная деревянная застройка

Правила жизни
«Формула грез» «Формула грез»

Частое использование социальных сетей негативно влияет на психическое здоровье

N+1
В ожидании роста В ожидании роста

Международные инвесторы продолжают активно увеличивать вложения в акции

Деньги
Безобидный нарциссизм: как использовать эту часть личности во благо Безобидный нарциссизм: как использовать эту часть личности во благо

Объясняем, почему нарциссизм — это не так плохо, как многие представляют

Psychologies
10% рабочей силы: сложно ли получить кредит самозанятому 10% рабочей силы: сложно ли получить кредит самозанятому

Банкам придется активнее работать с самозанятыми и давать им кредиты

Forbes
Осетрина для дедушки. Что можно считать психологической травмой Осетрина для дедушки. Что можно считать психологической травмой

Чем психологическая травма отличается от обучающих подростка программ и событий

СНОБ
Зачем кузнечику сабля? Зачем кузнечику сабля?

Как спрятать кладку, когда даже закопать её не можешь?

Наука и жизнь
Открыть в приложении