Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat sich möglicherweise weitgehend darüber geeinigt, dass kupferdotiertes Bleiapatit (LK-99) nicht der von uns benötigte Raumtemperatur- und Umgebungsdruck-Supraleiter ist, aber Forschungsgruppen finden immer noch Gründe, weiter zu suchen. Ein neuer Vordruckpapier veröffentlicht von Arxiv berichtet über eine quantenmechanische Simulation, die die möglichen Supraleitungspfade von LK-99 untersucht. Wie die meisten theoretischen Abhandlungen auf dieser Seite der LK-99-Ankündigung lautet die Schlussfolgerung, dass dies der Fall ist sollen Es ist möglich, dass LK-99 ein Raumtemperatursupraleiter ist. Da es sich um einen Vorabdruck handelt, wurden die Ergebnisse noch nicht von Experten begutachtet.
Die von Jun Li und Qi An am Department of Materials Science and Engineering der Iowa State University verfasste Forschungsarbeit berichtet darüber, wie die aktuelle experimentelle LK-99-Synthese theoretisch zu zwei Endprodukten führen kann.
Da der Kochprozess für LK-99 immer noch relativ chaotisch ist (ein Ergebnis der schlechten Originaldokumentation), kann die LK-99-Synthese zu zwei unterschiedlichen Anordnungen der Eigenschaften führen, die hauptsächlich damit zusammenhängen, wie Kupfer- und Sauerstoffatome die „Base“ ersetzen. Bleiatome in Bleiapatit. In bestimmten Proben können hochsymmetrische Anordnungen fundamentaler Teilchen den Raum offen lassen, durch den Elektronen ungehindert und ohne Widerstand hindurchsausen können (normalerweise durch Bindung aneinander in sogenannten Cooper-Paare). Aufgrund einer gewissen Unsicherheit darüber, wie und wo diese symmetrischen Regionen an die Oberfläche gelangen, sind sie jedoch normalerweise in nicht supraleitende Zonen mit niedriger Symmetrie verstreut. Diese Zonen mit niedriger Symmetrie blockieren die freie Bewegung der Elektronen. Da sie sich nicht bewegen können, ohne andere Elementarteilchen zu treffen, neigen Elektronen, die sich in Zonen mit niedriger Symmetrie bewegen, dazu, Energie in Form von Wärme zu verlieren – was zu der üblichen Halbleitfähigkeit führt, die wir von Materialien wie Silizium bereits gewohnt sind.
Dieses besondere Verhalten bei der LK-99-Synthese zeigt, dass ein Teil des Problems bei der experimentellen Herstellung supraleitender Proben auf extrem niedrige Ausbeuten dieser supraleitenden Symmetrien zurückzuführen sein kann. Zu wenige davon, und das supraleitende Verhalten tritt überhaupt nicht auf. Dies veranlasst die Studienautoren zu der Annahme, dass „die Synthese von LK-99-Proben überwiegend in der Hochsymmetriephase den Weg zur Realisierung von Raumtemperatur-Supraleitern bei Umgebungsdruck ebnen könnte.“
Die Ergebnisse der Studie – gepaart mit anderen theoretischen Studien, die in die gleiche allgemeine Richtung gehen – zeigen, wie schwierig es manchmal ist, die Brücke zwischen Theorie und Praxis zu schlagen. Theoretisch scheint es möglich zu sein, dass LK-99 ein Raumtemperatur- und Umgebungsdruck-Supraleiter ist. Aber in der Praxis könnte der aktuelle Syntheseprozess (und die Supraleitung selbst) einfach noch zu schlecht verstanden sein, als dass wir Möglichkeiten zur Verbesserung der Ausbeute entwickeln könnten – durch Erhöhung der Menge an nützlichem, hochsymmetrischem CU-dotiertem Bleiapatit.
Ob es eine gibt oder nicht praktisch Wie wir innerhalb von LK-99 zur Supraleitung gelangen können, scheint sicher zu sein, dass noch viel menschliche und Rechenleistung erforderlich ist, bevor wir sie tatsächlich erreichen können.