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

Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова

Как на востоке Малайского полуострова новый вид тисмий

N+1
Что общего у медузы, кошки, змеи и космонавта? Математика Что общего у медузы, кошки, змеи и космонавта? Математика

Математикам удалось обнаружить алгоритм, описывающий класс природных движений

ТехИнсайдер
5 неожиданных технологий, которые изменили 3D-графику 5 неожиданных технологий, которые изменили 3D-графику

Какие технологии стояли у истоков современной 3D-графики

ТехИнсайдер
Что будет, если летом уснуть на голой земле Что будет, если летом уснуть на голой земле

Насколько опасно для особей нашего вида спать на земле летом

Maxim
Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты

Как «матюки» во время физических нагрузок помогают превзойти свои возможности

Maxim
Трагические события: как они влияют на психику и что помогает их пережить — 3 практики Трагические события: как они влияют на психику и что помогает их пережить — 3 практики

Что отличает травматичные и стрессовые ситуации? Как они влияют на нас?

Psychologies
Пираты, комиксы и звездные войны: самые дорогие фильмы всех времен Пираты, комиксы и звездные войны: самые дорогие фильмы всех времен

Десятка самых дорогих когда-либо существовавших фильмов — в нашем материале

Forbes
10 правил, которые могут спасти жизнь в походе, но при этом ими все пренебрегают 10 правил, которые могут спасти жизнь в походе, но при этом ими все пренебрегают

Даже опытные походники регулярно допускают эти ошибки

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

Каждый признак обреченного брака подкреплен исследованием ученых

Maxim
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
Принцесса покера: как Молли Блум заработала миллионы на игре в покер и потеряла все Принцесса покера: как Молли Блум заработала миллионы на игре в покер и потеряла все

Жизнь Молли была разрушена в одночасье, но она собрала её по кусочкам

Forbes
Стрельцы: преступление и наказание Стрельцы: преступление и наказание

Стрелецкий бунт 1698 года: «усердие в усмирении» достигало высот заоблачных

Дилетант
Психолог, юрист, убежище: как в Нижнем Новгороде помогают пострадавшим женщинам Психолог, юрист, убежище: как в Нижнем Новгороде помогают пострадавшим женщинам

Как женщины в регионах объединяются и сами помогают друг другу?

Forbes
Драма на льду: фигуристка после страшного падения и трепанации рвется на Олимпиаду Драма на льду: фигуристка после страшного падения и трепанации рвется на Олимпиаду

В начале лета фигуристка Солен Мазинг сообщила, что получила сотрясение мозга

Forbes
5 книг в жанре автофикшн 5 книг в жанре автофикшн

Автофикшн: самые интересные сюжеты всегда подкидывает жизнь

СНОБ
Зачем стюардессе топор: краткий ликбез по аварийно-спасательному оборудованию самолета Зачем стюардессе топор: краткий ликбез по аварийно-спасательному оборудованию самолета

Xто же именно находится на багажных полках самолетов?

ТехИнсайдер
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
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
Коварный вирус. 8 фактов, которые перевернут твое представление об этой болезни Коварный вирус. 8 фактов, которые перевернут твое представление об этой болезни

Наверное, нет ни одного человека, который хотя бы раз не переболел ротавирусом

Лиза
Четыре секрета Google Chrome, о которых вы не знали Четыре секрета Google Chrome, о которых вы не знали

О многих функциях Chrome вы могли даже не подозревать

ТехИнсайдер
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
Самые странные брачные ритуалы из мира животных Самые странные брачные ритуалы из мира животных

По сравнению с брачными ритуалами водить в девушку в ресторан — это еще ничего!

Maxim
Тюнинг-комплект для BMW X7 M60i стоит как новый BMW 2-й серии Тюнинг-комплект для BMW X7 M60i стоит как новый BMW 2-й серии

Larte Design представила новый обвес из углеродного волокна для BMW X7

4x4 Club
Зависимости, геноцид и отношения на расстоянии: 10 лучших новых подкастов Зависимости, геноцид и отношения на расстоянии: 10 лучших новых подкастов

Девять новых бесплатных подкастов на русском языке

Forbes
Социолог нашел подтверждение теории бредовых работ Социолог нашел подтверждение теории бредовых работ

Обладатели этих профессий ощущают бесполезность своей работы

N+1
Медиум империи: каким магам, старцам и экстрасенсам верили Романовы? Медиум империи: каким магам, старцам и экстрасенсам верили Романовы?

Рассказываем, к кому, зачем и почему прислушивались правители Российской Империи

Правила жизни
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
ООН: внедрение ИИ создаст больше рабочих мест для людей, чем ИИ займет ООН: внедрение ИИ создаст больше рабочих мест для людей, чем ИИ займет

Искусственный интеллект будет способствовать расширению рабочих мест

ТехИнсайдер
Где родился, там и пригодился: хорошая ли идея, долгое время работать в одной компании? Где родился, там и пригодился: хорошая ли идея, долгое время работать в одной компании?

Однако можно ли считать 10 лет в одной компании большим опытом?

ТехИнсайдер
Во власти гордыни: какую выгоду несет роль жертвы Во власти гордыни: какую выгоду несет роль жертвы

Почему в позиции жертвы мы чувствуем странную гордость?

Psychologies
Открыть в приложении