Почему все хотели ЛК

Это были безумные несколько недель для мирового научного сообщества, которое на короткое время, но великолепно было загипнотизировано чем-то, похожим на кусок камня.

Ближе к концу июля исследователи из Южной Кореи представили похожий на камень материал размером не больше крошечного осколка стекла, названный LK-99, и объявили его первым в мире сверхпроводником, работающим при комнатной температуре и окружающем давлении.

В самом простом смысле сверхпроводник описывает любой материал, свойства которого делают электрическое сопротивление (показатель того, насколько хорошо что-то сопротивляется потоку электричества) практически несуществующим.

Сопротивление означает, что мы тратим электроэнергию впустую всякий раз, когда используем что-либо, требующее энергии. Открытие сверхпроводника, работающего при комнатной температуре, положит конец этой неэффективности, превратит научную фантастику в реальность и полностью изменит образ жизни людей.

Ниладри Банерджи, старший преподаватель кафедры физики Имперского колледжа Лондона, рассказала Insider, что на атомном уровне такое снижение сопротивления происходит, когда отрицательно заряженные электроны, которые обычно отталкиваются друг от друга, соединяются, образуя пары «при очень особые обстоятельства." Эта связь создает стабильность, которая предотвращает рассеяние, которое обычно вызывает сопротивление.

Условия для этого совершенно невыполнимы.

«Они образуются при очень низких температурах», — сказал Банерджи. «Если вы повысите температуру, тепловое разрушение — все колебания атомов и электронов — приведет к разрыву пар».

В случае с таким металлом, как ниобий, который сегодня используется в качестве сверхпроводника, требуется температура примерно -263 градуса Цельсия, чтобы разрушить электрическое сопротивление.

Поэтому, когда результаты LK-99 были представлены в arXiv, открытом хранилище исследовательских работ, ученые всего мира выразили как недоверие, так и эйфорию, учитывая последствия, меняющие мир.

Большая часть последующей драмы возникла из-за того, что утверждения не были рецензированы перед публикацией, а это означает, что их необходимо воспроизвести, прежде чем кто-либо сможет по-настоящему воодушевиться. Зная об этом, множество профессионалов и кабинетных ученых приступили к действиям в гигантском, широкомасштабном и бурном публичном эксперименте, охватившем весь Интернет.

К сожалению, менее чем через 30 дней с тех пор, как статья приземлилась как бомба, результаты показывают, что она оказалась неудачной.

В теме на X Майкл Фюрер, профессор Школы физики Университета Монаша в Австралии, сказал, что оригинальная статья выполнила свою задачу, даже если она привела к тому, что исследователи выявили недостатки в исследовании.

«Ученые, сообщившие о LK-99, теперь точно знают, какие вопросы необходимо решить, чтобы получить убедительные доказательства сверхпроводимости..... которые будут продвигать науку быстрее, если там можно будет что-то найти», - сказал он.

Это «если» слишком велико, чтобы его игнорировать, хотя Банерджи говорит, что есть некоторые предостережения: сверхпроводник при комнатной температуре сам по себе не ускорит технологический прогресс.

Тем не менее, будущее открытие, по словам Банерджи, станет «одним из величайших прорывов в физике за последнее столетие».

Вот как сверхпроводник при комнатной температуре может изменить все:

МРТ-сканирование является жизненно важным инструментом при осмотре пациента врачом, поскольку его сильные магниты и радиоволны способны создавать невероятно подробные изображения внутренней части человеческого тела. К сожалению, они также стоят чертовски много денег.

Аппараты МРТ нередко стоят более 1 миллиона долларов. При использовании сверхпроводника при комнатной температуре эта стоимость может сократиться.

Массуд Педрам, профессор электротехники и информатики в Университете Южной Калифорнии, говорит, что это избавит от необходимости использовать жидкий гелиевый хладагент, «дорогой и дефицитный» материал, используемый для поддержания достаточного охлаждения машин для работы. .

Банерджи говорит, что это тепло часто возникает потому, что «при МРТ необходимо большое магнитное поле» с высоким давлением — то, что возникает в результате наматывания медного провода на несколько катушек и подачи на него сильного тока. По его словам, чтобы частично решить эту проблему, вместо этого можно использовать «сверхпроводники, намотанные вокруг», поскольку через них может проходить большой ток без какого-либо «рассеивания тепла».