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

Переплавка Луны омолодила ее на пару сотен миллионов лет Переплавка Луны омолодила ее на пару сотен миллионов лет

Планетологи заново оценили возраст Луны, теперь он составляет 4,43–4,53 млрд лет

N+1
Ирина Паутова Ирина Паутова

Ирина Паутова отвечает за тургеневские тяготы Зендеи и Кирана Калкина

Собака.ru
Аналоги YouTube в России в 2025 году: 5 альтернативных сервисов Аналоги YouTube в России в 2025 году: 5 альтернативных сервисов

Какие аналоги видеохостинга могут стать конкурентами YouTube

Inc.
Vigilante Cherokee S 77. Мечта фанатов Jeep Vigilante Cherokee S 77. Мечта фанатов Jeep

Этот рестомод от Vigilante 4х4 находиться на вершине пьедестала

4x4 Club
«Засветиться» в инфополе и почаще выходить из дома: как быстро завести знакомства в новой профессии «Засветиться» в инфополе и почаще выходить из дома: как быстро завести знакомства в новой профессии

Как создать полезные связи в условиях ограниченной очной коммуникации?

Inc.
Колоссальный кит из Перу оспорил у синего кита титул самого тяжелого животного в истории Колоссальный кит из Перу оспорил у синего кита титул самого тяжелого животного в истории

Perucetus colossus был тяжелее синего кита

N+1
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
Вместо магнитиков. Какие сувениры могут украсить интерьер? Вместо магнитиков. Какие сувениры могут украсить интерьер?

Как выбрать сувенир, чтобы он смог добавить индивидуальности интерьеру?

Лиза
В мозгу и сердце человека найдены следы микропластика: медики бьют тревогу В мозгу и сердце человека найдены следы микропластика: медики бьют тревогу

Микропластик присутствует повсюду, в том числе он проникает в наши тела

ТехИнсайдер
Пермская обитель Пермская обитель

Илья Гришаев: почерк абстракции

Weekend
Карты, деньги, два стола: 15 лучших фильмов об азартных играх Карты, деньги, два стола: 15 лучших фильмов об азартных играх

Поп лучших фильмов про покер и другие карточные и азартные игры

Forbes
Король Прусский Фридрих Вильгельм III с сыновьями благодарит Москву за спасение его государства Король Прусский Фридрих Вильгельм III с сыновьями благодарит Москву за спасение его государства

В 1818 году Фридрих Вильгельм III вместе со своими сыновьями приехал в Россию

Дилетант
«Это для твоего же блага»: как детский спорт может стать формой насилия «Это для твоего же блага»: как детский спорт может стать формой насилия

Как устроена детская мотивация в спорте и при чем тут насилие

Forbes
А был ли путч? А был ли путч?

Как популярный военный предотвратил заговор, которого, возможно, не было

Дилетант
Что такое кэш и как его очистить? Просто о сложном Что такое кэш и как его очистить? Просто о сложном

Кэш: объясняем, что это такое и почему вы должны его чистить

CHIP
Освободите Вилли: почему Вилли Вонка гораздо больше, чем все шутки о нем Освободите Вилли: почему Вилли Вонка гораздо больше, чем все шутки о нем

Рассказываем, чего ждать от «Вонки» с Тимоти Шаламе

Правила жизни
Изменение трех генов вызвало партеногенез у дрозофил Изменение трех генов вызвало партеногенез у дрозофил

Ученые впервые вызвали партеногенез геномным редактированием

N+1
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
На удалении от всех На удалении от всех

Как не попасть в коварную ловушку под названием «удаленка»?

Лиза
«Душит ярость»: 6 способов успокоить нервы «Душит ярость»: 6 способов успокоить нервы

Психолог предлагает несколько шагов, которые помогут быстро успокоить ярость

Psychologies
Снять сливы Снять сливы

Сочные, полные витаминов сливы – любовь кулинаров всего мира

Лиза
Все китайские производители смартфонов: кто есть кто Все китайские производители смартфонов: кто есть кто

Китайские производители смартфонов, которые бросают вызов "акулам" рынка

CHIP
Как подойти к разрыву отношений: 3 правила Как подойти к разрыву отношений: 3 правила

Как подготовиться к разговору о расставании и как вести себя во время него

Psychologies
Физики после 67 лет поисков поймали «демона»: безмассовую, нейтральную частицу Физики после 67 лет поисков поймали «демона»: безмассовую, нейтральную частицу

Группа исследователей обнаружила безмассовую нейтральную частицу

ТехИнсайдер
Дизайн блюда Дизайн блюда

В молодости я никогда не думал, что стану поваром, который сам придумывает блюда

Bones
True crime: 5 книг о психологии преступников True crime: 5 книг о психологии преступников

5 документальных книг о маньяках, психологии убийц и изнанке работы полиции

ТехИнсайдер
«Смерть очень странная»: родные Светланы Джимбиновой боятся, что три ее квартиры в Москве достанутся черным риелторам «Смерть очень странная»: родные Светланы Джимбиновой боятся, что три ее квартиры в Москве достанутся черным риелторам

Родные Светланы Джимбиновой хотят прояснить вопрос с имуществом

VOICE
Берегись инфоцыган Берегись инфоцыган

Как выбрать онлайн-курсы, защититься от инфоцыган и не потерять деньги

Лиза
Крис Рок и сольный дебют Мэй Мартин: шесть новых отличных стендапов 2023 года Крис Рок и сольный дебют Мэй Мартин: шесть новых отличных стендапов 2023 года

Шесть смешных и честных стендапов, вышедших в этом году

Forbes
Как женщины борются со стереотипами о внешности и возрасте на рабочем месте Как женщины борются со стереотипами о внешности и возрасте на рабочем месте

Как стюардессы каждый день сталкиваются с дискриминацией по внешности и возрасту

Forbes
Открыть в приложении