Новые вирусные заявления о сверхпроводимости вызывают скептицизм у многих ученых

Jul 01, 2023

Исследователи говорят, что они обнаружили новый сверхпроводник, работающий при комнатной температуре и окружающем давлении, но многие учёные в этом не убеждены.

Если у слухов есть крылья, то у экстраординарных научных заявлений есть реактивный двигатель. Через несколько часов после появления на сервере препринтов arXiv.org две статьи группы учёных из Южной Кореи вызвали огромный вирусный ажиотаж. Экстраординарное заявление исследователей заключается в том, что они обнаружили сверхпроводник при комнатной температуре и давлении окружающей среды, материал, который может прекрасно проводить электричество в повседневных условиях.

Настоящий сверхпроводник, работающий в условиях окружающей среды, часто рекламируется за его потенциал изменить многие технологии. Это могло бы позволить создать совершенно эффективную энергосистему, левитирующие поезда, коммерчески жизнеспособные термоядерные реакторы — типичный список можно продолжать. Авторы написали, что их открытие «станет совершенно новым историческим событием, открывающим новую эру для человечества». Но их эксперимент еще не получил должного внимания научного сообщества, а поиски прорывных сверхпроводников имеют долгую историю громких заявлений, которые в конечном итоге терпят неудачу.

Когда электроны текут через стандартный проводящий материал, например алюминиевую проволоку, они действуют как бампер машинки, отскакивая от атомов. Все это подпрыгивание создает сопротивление, уменьшающее электрический ток. Но если эту алюминиевую проволоку охладить примерно до температуры на один кельвин выше абсолютного нуля (-459 градусов по Фаренгейту), происходит нечто странное: правила движения меняются так, что электроны объединяются в пары, которые без трения скользят между атомами алюминия с нулевым сопротивлением.

В 1987 году исследователи обнаружили первые «высокотемпературные» сверхпроводники — материалы, которые нужно было всего лишь охладить до 77 кельвинов (-321 градус по Фаренгейту), температуры, которой легко достичь с помощью дешевого и массового жидкого азота. Эти материалы в прямом и переносном смысле электрифицировали, вызвав всплеск энтузиазма среди ученых и общественности по поводу возможностей более теплой сверхпроводимости. Но большая часть энтузиазма угасла по мере замедления прогресса, а «высокотемпературные» сверхпроводники оставались при низких температурах и оставались непрактично хрупкими.

В течение последнего десятилетия исследователи искали интересную альтернативу: они обнаружили соединения на основе водорода, которые являются сверхпроводниками при относительно высоких температурах, но только при сжатии до давления, превышающего один миллион атмосфер. А поддерживать такое высокое давление еще более непрактично, чем поддерживать сверхнизкие температуры.

В своих новых препринтах исследователи говорят, что LK-99, соединение свинца, меди, фосфора и кислорода, является сверхпроводником при температуре выше 400 кельвинов (260 градусов по Фаренгейту) и давлении окружающей среды. Они также включают подробный рецепт приготовления гранул из смеси размером с изюм, который требует смешивания порошкообразных ингредиентов в точном соотношении, а затем запекания смеси при высоких температурах.

Авторы также сообщают о проведении испытаний LK-99 и говорят, что они обнаружили, что электрическое сопротивление резко упало около 378 кельвинов (220 градусов по Фаренгейту), а затем достигло почти нуля около 333 кельвинов (140 градусов по Фаренгейту). Хотя нулевое электрическое сопротивление является отличительной чертой сверхпроводимости, для подтверждения настоящего сверхпроводника необходимы другие тесты. Одним из таких испытаний является эффект Мейсснера: поскольку сверхпроводник вытесняет магнитные поля, он отталкивает другие магниты, создавая культовый эффект левитации. Южнокорейские исследователи предоставили видео, на котором, по их словам, LK-99 демонстрирует эффект Мейсснера, но над магнитами плавают не только сверхпроводники: например, графит также левитирует.

Экстраординарные утверждения, которые не выдержали тщательной проверки, уже давно преследуют область сверхпроводимости. В 1987 году, после того как было обнаружено, что соединение под названием YBCO является высокотемпературным сверхпроводником, некоторые исследователи подумали, что видели намеки на то, что это соединение проявляет сверхпроводимость при комнатной температуре, но они исчезли при ближайшем рассмотрении. Список когда-то многообещающих неудач можно продолжать и продолжать: сэндвичи из алюминия и углерода, хлорида меди, соединений на основе аммиака и т. д. — все это дразнило сверхпроводимость при комнатной температуре, что в конечном итоге оказалось иллюзорным.