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

Секвенирование ДНК из воздуха сообщило о составе биомов и человеческих популяций Секвенирование ДНК из воздуха сообщило о составе биомов и человеческих популяций

Секвенирование ДНК как способ быстрого и неинвазивного анализа биомов

N+1
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
Как роботы захватывали ПМЭФ: от диковинки до обыденности Как роботы захватывали ПМЭФ: от диковинки до обыденности

Как на примере роботов ПМЭФ можно проследить путь прорывной технологии

Inc.
Как занимать новые ниши на развитом рынке Дубая: опыт Yalla!Market Как занимать новые ниши на развитом рынке Дубая: опыт Yalla!Market

Как основатели Yalla!Market развивали бизнес в Дубае

Правила жизни
От Цезаря до эльфа Добби: что такое иллеизм и зачем говорить о себе в третьем лице От Цезаря до эльфа Добби: что такое иллеизм и зачем говорить о себе в третьем лице

Почему люди говорят о себе в третьем лице и как это помогает решать конфликты?

Forbes
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
БАДы во вред? БАДы во вред?

Добавки, которые нужно принимать с осторожностью

Лиза
Мужской взгляд на воспитание: как стать хорошим отцом Мужской взгляд на воспитание: как стать хорошим отцом

С какими вызовами сталкиваются современные папы и как их преодолевать?

Psychologies
Солнечная энергетика: смещение к югу Солнечная энергетика: смещение к югу

Какое место занимает сейчас солнечная энергетика в структуре мировой энергетики?

Наука и жизнь
Чтобы спасти Землю от потепления, ее можно спрятать под зонтиком, прицепленным к астероиду Чтобы спасти Землю от потепления, ее можно спрятать под зонтиком, прицепленным к астероиду

Можно ли помочь Земле справиться с потеплением с помощью солнечного зонтика?

ТехИнсайдер
У людей с ожирением оказался увеличен гипоталамус У людей с ожирением оказался увеличен гипоталамус

У людей с избыточным весом общий объем гипоталамуса значительно больше

N+1
12 овощей, которые помогают бороться со старением 12 овощей, которые помогают бороться со старением

Что нужно есть, чтобы оставаться продуктивными и энергичными

Psychologies
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
10 причин посмотреть «Криминальный город: Разборки в Пусане» 10 причин посмотреть «Криминальный город: Разборки в Пусане»

Насколько на самом деле крут фильм «Криминальный город: Разборки в Пусане»

Maxim
Громкое дело Громкое дело

Зачем мы повышаем голос? Почему разговариваем так именно с любимыми людьми?

Лиза
Что делать, если вас укусил шершень: первая помощь Что делать, если вас укусил шершень: первая помощь

Что нельзя делать при встрече с шершнями и как оказать себе первую помощь

РБК
Lapina: «Хейт — это очень весело» Lapina: «Хейт — это очень весело»

Lapina — яркий музыкальный проект Татьяны Лапиной

ЖАРА Magazine
Наземное возрастание солнечных космических лучей впервые увидели сразу на Земле, Луне и Марсе Наземное возрастание солнечных космических лучей впервые увидели сразу на Земле, Луне и Марсе

Первый случай регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей

N+1
Как сочетать вино и продукты. Шеф-повара — о фудпейринге как искусстве Как сочетать вино и продукты. Шеф-повара — о фудпейринге как искусстве

Что определяет наши вкусовые ощущения и как подобрать вино к пицце

РБК
Бокал за ужином не повредит: что такое высокофункциональный алкоголизм Бокал за ужином не повредит: что такое высокофункциональный алкоголизм

Что такое высокофункциональный алкоголизм и где его грань

Forbes
Вилла Grey Stone Вилла Grey Stone

Современный дом для отдыха, где много воздуха

SALON-Interior
Театр одного Муссолини Театр одного Муссолини

Бенито Муссолини занял пост премьер-министра Италии после «похода на Рим»

Дилетант
Исполнение и наказание Исполнение и наказание

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

Weekend
Дом для кругосветного плавания Дом для кругосветного плавания

Hallberg-Rassy 69 обеспечит вам длительное плавание с домашним комфортом

Y Magazine
Большая разница? Мозги самцов и самок по-разному реагируют на хронический стресс Большая разница? Мозги самцов и самок по-разному реагируют на хронический стресс

Реакция клеток мозга на стресс отличается в зависимости от пола животного

ТехИнсайдер
«Заступайтесь за детей даже перед родственниками»: как защитить ребенка и не поссориться «Заступайтесь за детей даже перед родственниками»: как защитить ребенка и не поссориться

Как защищать детей перед родственниками, чтобы не поссориться с ними

Psychologies
ИИ нашел неандертальский белок, который может стать источником новых антибиотиков ИИ нашел неандертальский белок, который может стать источником новых антибиотиков

«Воскрешенные» молекулы могут послужить источником новых лекарств

ТехИнсайдер
Масло гхи: что это, как приготовить, польза и вред Масло гхи: что это, как приготовить, польза и вред

Есть ли в польза в масле гхи?

РБК
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
«Это огромный ущерб самооценке»: что делать, если мучает чувство вины «Это огромный ущерб самооценке»: что делать, если мучает чувство вины

Советы для тех, кому постоянное чувство вины знакомо не понаслышке

Psychologies
Открыть в приложении