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

«Россия: страна, которая хочет быть другой. Двадцать пять лет — взгляд изнутри» «Россия: страна, которая хочет быть другой. Двадцать пять лет — взгляд изнутри»

Приватизация и либерализация цен изменила жизнь россиян

N+1
От «Советского шампанского» до сырка «Дружба»: как появились популярные гастрономические бренды СССР От «Советского шампанского» до сырка «Дружба»: как появились популярные гастрономические бренды СССР

Легендарные продукты, вкус которых до сих пор вызывает ностальгию

Maxim
Велосипеды, ткацкие станки и кофемолки: что выпускали известные автомобильные бренды до машин Велосипеды, ткацкие станки и кофемолки: что выпускали известные автомобильные бренды до машин

С каких товаров начинали свой путь автомобильные гиганты?

ТехИнсайдер
В ожидании роста В ожидании роста

Международные инвесторы продолжают активно увеличивать вложения в акции

Деньги
Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции

Езда на велосипеде полезнее, чем вы думали

ТехИнсайдер
О вреде газлайтинга для газлайтера О вреде газлайтинга для газлайтера

«Только ты и я»: экранизация французского феминистского бестселлера

Weekend
Что за стеклом? Что за стеклом?

Если ты любишь консервированные продукты, соблюдай осторожность!

Лиза
Очищенную воду можно получить прямо из тумана Очищенную воду можно получить прямо из тумана

Разработан метод, позволяющий собирать воду из тумана и одновременно очищать ее

ТехИнсайдер
Свидетель века: Адонис Свидетель века: Адонис

Несколько стихотворений из поэтического сборника сирийского писателя Адониса

Правила жизни
Дмитрий Леонтьев. Когда вернутся немцы Дмитрий Леонтьев. Когда вернутся немцы

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

4x4 Club
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
Надоел ваш феминизм: за что мужчины обиделись на «Барби» Надоел ваш феминизм: за что мужчины обиделись на «Барби»

Почему фильм «Барби» оказался настолько смешным и провокационным?

VOICE
Рубль с дополнениями: к чему может привести оцифровка российской валюты Рубль с дополнениями: к чему может привести оцифровка российской валюты

При использовании цифрового рубля может возникнуть ряд проблем

Forbes
7 правил успешных отношений, о которых вам не расскажут психологи: мнение читательницы 7 правил успешных отношений, о которых вам не расскажут психологи: мнение читательницы

Правила отношений, которые предложила сама жизнь и опыт

Psychologies
Легендарный советский реквизит, который кочевал из фильма в фильм Легендарный советский реквизит, который кочевал из фильма в фильм

Порой один и тот же реквизит снимался в советских фильмах чаще, чем актеры

Maxim
Помогите своему внутреннему ребенку: упражнение для исцеления детских травм Помогите своему внутреннему ребенку: упражнение для исцеления детских травм

Что конкретно мы можем делать, чтобы поддержать нашего внутреннего ребенка?

Psychologies
Новостные агентства требуют, чтобы при обучении ИИ, не использовались тексты и изображения без разрешения Новостные агентства требуют, чтобы при обучении ИИ, не использовались тексты и изображения без разрешения

Как инструменты искусственного интеллекта нарушают законы об авторском праве.

ТехИнсайдер
Генная терапия помогает при алкоголизме. Пока нечеловеческим приматам Генная терапия помогает при алкоголизме. Пока нечеловеческим приматам

Генная терапия может стать устойчивым методом лечения пациентов с алкоголизмом

ТехИнсайдер
На птичьем языке На птичьем языке

В северных турецких горах спрятана небольшая деревенька под названием Кушкёй

Вокруг света
К середине века волны жары будут угрожать здоровью всех детей мира К середине века волны жары будут угрожать здоровью всех детей мира

К 2050 году каждый ребенок в мире рискует столкнуться с частыми волнами жары

N+1
Исполнение и наказание Исполнение и наказание

Как Роберт Де Ниро и Мартин Скорсезе исследовали насилие, вину и бессилие

Weekend
Культура Культура

Сюжеты, характеризующие культурную жизнь современных ОАЭ и Саудовской Аравии

Правила жизни
Как появилась традиция кричать молодоженам «Горько!»? Как появилась традиция кричать молодоженам «Горько!»?

Разбираемся в славянских брачных обрядах

Культура.РФ
«Счастье не за горами»: культурный гид по Перми «Счастье не за горами»: культурный гид по Перми

Что сегодня можно увидеть в Перми и в какие музеи ходить?

Forbes
Я — сноб: композитор Никола Мельников Я — сноб: композитор Никола Мельников

Неоклассик Никола Мельников — о любви к творчеству Сергея Рахманинова

СНОБ
Коллективный разум: что такое мастермайнд и как его проводить Коллективный разум: что такое мастермайнд и как его проводить

Как организовать собственную мастермайнд-группу?

Forbes
Олег Шкловский: «Всегда говорил, что я — Джеки Чесней из Марьиной рощи» Олег Шкловский: «Всегда говорил, что я — Джеки Чесней из Марьиной рощи»

Олег Шкловский — о том, какие нелегкие испытания ему пришлось пройти в жизни

Караван историй
«Это счастье, когда человек на своем месте!» «Это счастье, когда человек на своем месте!»

Михаил Полицеймако: какой он вне экрана и сцены?

Лиза
Иран, Китай и не только. Главные премьеры автовыставки MIMS-2023 в Москве Иран, Китай и не только. Главные премьеры автовыставки MIMS-2023 в Москве

На MIMS показали новые китайские кроссоверы и иранские машины для России

РБК
5 верных признаков, что ваш брак обречен 5 верных признаков, что ваш брак обречен

Каждый признак обреченного брака подкреплен исследованием ученых

Maxim
Открыть в приложении