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

«История гаданий и предсказаний. От ворожей и подблюдных песен до астрологии и карт Таро» «История гаданий и предсказаний. От ворожей и подблюдных песен до астрологии и карт Таро»

О магии, которая должна была изменить судьбу человека, — ворожбе

N+1
Запад на Востоке Запад на Востоке

Филолог Арсений Дежуров написал о диалоге между двумя великими цивилизациями

Правила жизни
Раскрыт секретный рецепт римского бетона, который пережил тысячелетия Раскрыт секретный рецепт римского бетона, который пережил тысячелетия

Чем состав и технология производства римского бетона отличались от современного

Inc.
Чтобы лучше видеть Чтобы лучше видеть

Как быстро снять усталость глаз и почему она возникает?

Лиза
Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна

Почему ни одна из гипотез не может объяснить, как на самом деле «родилась» Луна

Maxim
Владимир Кошевой: «В моей жизни искушений было немало» Владимир Кошевой: «В моей жизни искушений было немало»

Владимир Кошевой вспоминает, как ездил на пробы в Москву на электричках зайцем

Караван историй
Можно ли плакать на работе: влияние и последствия Можно ли плакать на работе: влияние и последствия

Дать волю эмоциям и расплакаться на глазах у всех: всегда ли это плохо?

Psychologies
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
Еда из прошлого: почему хлеб и молоко стали считаться вредными продуктами Еда из прошлого: почему хлеб и молоко стали считаться вредными продуктами

За что нутрициологи и велнес-блогеры демонизируют самые привычные хлеб и молоко

Forbes
Эта привычка может спасти жизнь в путешествии: делай это каждый час, как рекомендуют врачи Эта привычка может спасти жизнь в путешествии: делай это каждый час, как рекомендуют врачи

Обязательно делай это, если едешь в автомобиле на большое расстояние

VOICE
«Пап, а ты когда придешь?» «Пап, а ты когда придешь?»

Какова роль мужчины в воспитании детей?

Psychologies
Время путешествовать Время путешествовать

Эксплорер Bering 145 Heeus с брутальной внешностью, который умеет развлекать

Y Magazine
Объясняем на котиках: как правильно составлять запросы для нейросетей, чтобы получить красивый рисунок Объясняем на котиках: как правильно составлять запросы для нейросетей, чтобы получить красивый рисунок

Разбираемся, как правильно общаться с нейросетями для генерации картинок

CHIP
Семь вещей, которые поймут только те, кто был на советских курортах Семь вещей, которые поймут только те, кто был на советских курортах

Вспоминаем нюансы отечественных курортов

Maxim
Нищие наследники: миллиардеры, которые ничего не оставят своим детям Нищие наследники: миллиардеры, которые ничего не оставят своим детям

Наследникам этих богачей рассчитывать на родительские капиталы не приходится

VOICE
Мифы о ножах, в которые мы верим благодаря фильмам Мифы о ножах, в которые мы верим благодаря фильмам

Почему нож нельзя метать и держать его в зубах?

Maxim
БАДы во вред? БАДы во вред?

Добавки, которые нужно принимать с осторожностью

Лиза
Знакомьтесь, Павловы Знакомьтесь, Павловы

Ростислав и Александра — идеальная пара и Бэкхемы российской онкологии!

Собака.ru
«Мы стремимся сделать „Манжерок“ одним из лучших курортов в мире» «Мы стремимся сделать „Манжерок“ одним из лучших курортов в мире»

Какие перспективы развития появились у курорта «Манжерок»

Деньги
Как отдохнуть на Сейшелах с детьми Как отдохнуть на Сейшелах с детьми

Как на Сейшелах «перезагрузиться» в отпуске всей семьей

СНОБ
Корпус искусств Корпус искусств

Смелый и впечатляющий интерьер в эклектичном стиле

SALON-Interior
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
«Общество потребления сделало деньги главной ценностью». Премьера и обсуждение фильма об эскортницах «Общество потребления сделало деньги главной ценностью». Премьера и обсуждение фильма об эскортницах

В фильме «Жизнь по вызову. Док» московские эскортницы делятся историями из жизни

СНОБ
Русская рыба Русская рыба

Почему долгое время не было интереса к местной рыбе и когда все поменялось

Bones
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
«Я всегда прихожу заранее»: как избавиться от этой привычки «Я всегда прихожу заранее»: как избавиться от этой привычки

Некоторые чувствуют себя обязанными всегда приходить заблаговременно

Psychologies
Кто такая София Ричи и почему ее стиль обсуждают всем интернетом: 5 модных приемов новой it-girl Кто такая София Ричи и почему ее стиль обсуждают всем интернетом: 5 модных приемов новой it-girl

Чем так популярна София Ричи?

VOICE
Выгодно ли сделать плановое техническое обслуживание автомобиля летом Выгодно ли сделать плановое техническое обслуживание автомобиля летом

Можно ли сэкономить на прохождении ТО?

РБК
Я — сноб: композитор Никола Мельников Я — сноб: композитор Никола Мельников

Неоклассик Никола Мельников — о любви к творчеству Сергея Рахманинова

СНОБ
Зоологи опознали белых медведей по ДНК из их следов на снегу Зоологи опознали белых медведей по ДНК из их следов на снегу

Американские зоологи нашли способ изучать белых медведей, не беспокоя их

N+1
Открыть в приложении