Die weltweite wissenschaftliche Gemeinschaft arbeitet immer noch rund um die Uhr daran, die Behauptungen über einen neuen Supraleiter zu überprüfen könnte und dennoch die menschliche Zivilisation revolutionieren. Jetzt haben wir zwei ziemlich überzeugende Videos, die die in der Luft schwebende Substanz zeigen. Wissenschaftler mit dem Huazhong Universität für Wissenschaft und Technologie behaupten, die Levitationsfähigkeiten von LK-99 bei Raumtemperatur nachgebildet zu haben, was sie in einem auf Bilibili hochgeladenen Video demonstrierten. Und Zhang Chiang von der Universität Wuhan, ebenfalls in China, hat seit Samstag ein neues Video hochgeladen.
Dies ist ein ermutigendes Zeichen: Eines der Markenzeichen der Supraleitung, der Magnetismus aufgrund des Meissner-Effekts, scheint ein reproduzierbares Merkmal der Kupfer-Blei-Apatit-Verbindung zu sein. Wenn es nur „so einfach“ wäre, die Fähigkeit des Materials zum Null-elektrischen Widerstand zu bestätigen (und zu verstehen) und wie sie sich manifestiert.
Das erste Video unten stammt von Wissenschaftlern der Huazhong University of Science and Technology und zeigt, obwohl es schwer zu erkennen ist, eine kleine schwarze Substanz, bei der es sich angeblich um LK-99 handelt.
Das zweite Video, das von Zhang Chiang, einem Assistenzingenieur und Doktoranden am Department of Metallurgical Engineering and Materials der Wuhan University of Science and Technology, auf Billibilli hochgeladen wurde, zeigt angeblich eine LK-99-Flocke, die einen entscheidenden Aspekt eines Supraleiters zeigt Levitation: Flussmittelfixierung.
Video der Huazhong-Universität
Video der Universität Wuhan
Fluss-Pinning
Das Video der Universität Wuhan zeigt eine LK-99-Flocke, die über einem starken Magneten schwebt. Aber die Levitation an sich ist kein sicheres Zeichen für einen Supraleiter: Die meisten metallischen Elemente zeigen selbst Diamagnetismus. Das Besondere an der Levitation eines Supraleiters ist, dass sie eine Flussfixierung aufweist – eine entstehende Levitationsfähigkeit, die auftritt, wenn das bereits vorhandene Magnetfeld (vom unteren Magneten) mit dem Supraleiter interagiert.
Die Unterscheidung zwischen diamagnetischer Levitation und Flussstift-Levitation besteht darin, dass bei der „normalen“ Levitation das schwebende Objekt durch äußere Kräfte, einschließlich der Schwerkraft, gestört werden kann – dies führt zu einem schwebenden Stein, der scheinbar einfach nicht stillstehen kann, wie es der Fall ist gleitet, balanciert und wackelt über einem ständig wechselnden Tauziehen zwischen ihm, dem Magnetfeld und äußeren Kräften (wie zum Beispiel einem Luftstoß).
Flux-Pinning jedoch Stifte die magnetischen Feldlinien im Supraleiter selbst. Supraleiter vom Typ II (wie LK-99 scheint es zu sein) weisen interne magnetische Wirbel auf; Flussfixierung geschieht, wenn das eigene Magnetfeld des unteren Magneten (das tatsächlich quantisiert ist, d. h. diskret aus unglaublich dünnen Aktionslinien und nicht aus einer formlosen Wolke besteht) mit diesen magnetischen Wirbeln interagiert und Fixierungszentren entstehen.
Wie das Wort schon sagt, „fixieren“ diese Zentren die Wechselwirkung zwischen den Kräften und fixieren den schwebenden Supraleiter an Ort und Stelle. Im Video der Universität Wuhan ist dies daran zu erkennen, dass die LK-99-Flocke über dem Magneten weitgehend in ihrer Position bleibt, obwohl sie mit der äußeren, prüfenden Kraft eines einfachen Stifts angestochen wird
Wo die LK-99-Tests stehen
Das eindeutige Update lautet wie folgt: Obwohl die Forscher die Levitation von LK-99 bei Raumtemperatur nachbilden konnten, gibt es immer noch keine erfolgreiche Nachbildung der angekündigten Supraleitung von LK-99 bei Raumtemperatur. Damit dies geschieht, sind sowohl das Meissner-Effekt-Magnetfeld als auch der elektrische Widerstand Null von derselben Probe erforderlich. Und während Wissenschaftler zuvor gezeigt haben, dass LK-99 bei -163 °C keinen spezifischen Widerstand aufweist, konnten sie noch nicht beweisen, dass es diese Eigenschaften bei Raumtemperatur aufweist.
Was uns also (noch) bleibt, sind mehrere fehlgeschlagene oder teilweise fehlgeschlagene Replikationen – und eine ganze Welt zusätzlichen Wissens über LK-99. Der Wikipedia-Live-Tracker ist einer der besten Orte für alle, die aktuelle Informationen über die derzeit laufenden (öffentlichen) Replikationsprozesse suchen.
Die Replikationsschwierigkeiten und die nebulöse Geschichte rund um Supraleiter (in der mehrere ähnliche Behauptungen über Raumtemperatur-Supraleiter angekündigt, veröffentlicht und zurückgezogen wurden) verbinden sich zu einer sichtbaren, wehenden, riesigen roten Fahne. Denken Sie also daran, Ihre rosarote Brille abzunehmen. LK-99 ist ein wankelmütiges Ding, und der Boden, auf dem es steht, ist voller Schlaglöcher in Form von Fragen.
Während sich unser Verständnis von LK-99 verbessert, wird der unklare Weg, der vor uns liegt, etwas klarer. Leider scheint es, dass die Eigenschaften des Materials selbst sowohl sein Segen als auch sein Nachteil sein können. Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass die ursprünglichen Wissenschaftler bei der Dokumentation der Art und Weise, wie sie das Material erstellt haben, schlechte Arbeit geleistet haben und es den Wissenschaftlern überlassen haben, Proben mit einem etwas unvollständigen Kochbuch zusammenzusetzen.
Wie wir bereits untersucht haben, handelt es sich bei LK-99 um eine Verbindung, die aus der Reaktion von Bleisulfat mit einer Kupfer-Phosphor-Verbindung hergestellt wird. Der Prozess, durch den diese Verbindung zu LK-99 wird, erfordert, dass die Materialien etwa 24 Stunden lang bei hohen Temperaturen im Vakuum gebrannt werden. Dies ist etwas einfacher zu erreichen, als es sich anhört, wie Ihnen mehrere Twitter/X-Posts und Videos von Leuten zeigen werden, die „ihren eigenen LK-99 besitzen“ (es gibt auch die ewige Erinnerung an eine russische Bodenkundlerin und ihre Küchentheke, wie der erste behauptete). unabhängige Synthese von LK-99).
Und das Beste ist, dass die Materialien nicht einmal teuer in der Beschaffung sind – die Materialien sind alle relativ günstig und reichlich vorhanden. Aber das größte Problem bei LK-99 scheint nicht seine Synthese zu sein; Das Problem ist die mangelnde Kontrolle über die Chemie und Quantenprozesse, die während des Herstellungsprozesses selbst ablaufen.
Kristalle, es stellt sich heraus, sind launische Dinge. Und die Art und Weise, wie LK-99 scheinbar zum Supraleiter wird, hängt davon ab, wie viele Bleipartikel durch Kupfer ersetzt werden. Derzeit scheint es so zu sein, dass die resultierende Verbindung umso reiner ist, je mehr Kupfer das Blei in der endgültigen Mischung ersetzt (was bedeutet, dass sie sowohl die durch Meissner erzeugte Levitation aufweist als auch keinen Widerstand gegen elektrische Leitfähigkeit aufweist).
Aber das ist sowohl die Lösung als auch das Problem; Derzeit gibt es für Forscher keine Möglichkeit zu wissen, was der Syntheseprozess auf atomarer Ebene tatsächlich bewirken wird. Das Szenario, zu dem wir kommen, ist also, dass manchmal einfach nicht genügend supraleitende Elemente in einer bestimmten LK-99-Charge enthalten sind, um die von uns alle erhofften supraleitenden Eigenschaften zu zeigen. Es steckt tatsächlich in der Formel: Die „x“-Werte in Pb10-xCux(PO4)6O, wie es im chemischen Sprachgebrauch dargestellt wird, bedeuten, dass es ungewiss ist, wie viele der 10 basischen Bleiatome durch Kupferatome ersetzt sind. Aber es scheint, je höher die Zahl, desto besser.
Erschwerend kommt hinzu, dass es nicht nur darum geht, Blei durch möglichst viele Kupferatome zu ersetzen; Auch die Stellen, an denen diese Substitutionen im Kristall stattfinden, spielen eine Rolle. Es scheint, dass einige Standorte für die Erschließung der supraleitenden Fähigkeiten von LK-99 besser geeignet sind als andere, und im Moment haben wir wieder einmal keine Möglichkeit, „auszusuchen“, was während des Syntheseprozesses geschieht.
Um die Verletzung noch schlimmer zu machen, kann die gleiche LK-99-Charge in ihrem Volumen unterschiedliche Anteile an Kupferatomen aufweisen, die Blei ersetzen. Einige werden hoch sein, was gut zum Schweben ist und ein Funkeln der Aufregung in unsere Augen bringt; einige werden niedrig sein, was zu einer größtenteils inerten Verbindung führt, die besser als Türstopper verwendet werden könnte.
Und das sagt nichts darüber aus, wie selbst die zufälligsten und scheinbar unbedeutendsten Abweichungen in einem der Syntheseschritte unbekannte Variablen in die Replikationsversuche einbringen können – insbesondere, wenn Forscher bereits schlecht dokumentierte Prozesse verfolgen.
Geben Sie die Zahl der fehlgeschlagenen Replikationsversuche an, die, wenn das alles klappt, wahrscheinlich weiter ansteigt, bis wir einen Punkt erreichen, an dem wir einen neuen Syntheseprozess entwerfen können, der die Ausbeute verbessert. Bei all diesen beweglichen Teilen ist es jedoch kein Wunder, dass wir immer noch durch einen dunklen Raum gehen.
Es ist immer noch wahrscheinlich, dass die LK-99-Saga mit einer Enttäuschung enden wird, trotz aller Lehren und wissenschaftlichen Daten, die dabei gesammelt und bearbeitet wurden. Vielleicht passiert es wirklich, wie einige gesagt haben (und wir selbst), indem diese Entdeckung dem Weg der Kaltfusion folgt. Selbst wenn dies der Fall ist, werden alle hier gewonnenen Erkenntnisse unsere Zukunft prägen – und der Vorteil ist einfach zu groß, als dass wir es nicht versuchen sollten.
Update (5. August): Wir haben die Berichterstattung über das zweite Video der Universität Wuhan hinzugefügt.