Физики опровергают заявления об открытии высокотемпературного сверхпроводника
Чем больше времени проходит с момента выхода оригинальной статьи с описанием высокотемпературного сверхпроводника LK-99 с удивительными свойствами, тем больше исследователей пытаются синтезировать свои образцы и проверить их на диамагнетизм и сверхпроводимость. Новые исследования учёных разных стран утверждают, что никакого прорыва не произошло и что материал, возможно, даже не является диамагнитным.
Резюмируя выводы этих исследовательских групп, сотрудники Центра теории конденсированного состояния вещества Мэрилендского университета написали в Твиттере: «С большой долей огорчения мы считаем, что игра окончена. LK99 НЕ является сверхпроводником, даже при комнатной температуре (или при очень низких температурах)».
Однако эти исследования — далеко не последнее слово, тем более что каждая группа создавала своё собственное вещество, подобное LK-99, которое могло быть не идентично тому, что создали Ли и др. Кроме того, до сих пор существуют исследования других источников, утверждающих, что им удалось воспроизвести некоторые из утверждений Ли и др.
Капил Кумар и др., группа учёных из Национальной физической лаборатории CSIR в Индии, опубликовали работу, в которой объясняется, что образец LK-99, созданный ими в лаборатории, не имеет признаков сверхпроводимости ни при какой температуре, а также является «высокоомным». Этот результат прямо противоположен тому, что вы хотели бы увидеть. По-видимому, образец был диамагнитным при температуре 280 °К (6,85 °С), но это не обязательно коррелирует с тем, что LK-99 является сверхпроводником.
Отдельная группа из Национального университета Тайваня (NTU) провела эксперименты с LK-99 в прямом эфире на YouTube, но не смогла продемонстрировать сверхпроводимость. Ван Лимин, профессор физики из NTU, сообщил Liberty Times, что на пятый вечер испытаний было обнаружено, что материал обладает диамагнетизмом, но не является сверхпроводником. Однако он также сообщил, что исследования продолжаются.
Диамагнетизм возникает, когда оба магнитных полюса отталкивают вещество. За последнюю неделю мы видели несколько видеороликов, на которых крошечное чёрное вещество, предположительно LK-99, плавает над или под магнитным полем. Сверхпроводники обладают диамагнетизмом, поэтому в этих видеороликах подразумевается, что магнитная левитация доказывает, что LK-99 является сверхпроводником. Однако, как отмечается в твите Центра теории конденсированного состояния вещества, «НЕТ, диамагнетизм НЕ интересен, многие материалы (например, Pb, Cu, P, входящие в состав LK99) диамагнитны. Это обычное свойство материалов».
Тем временем Кайжэнь Го и др. из Международного центра квантовых материалов Пекинского университета опубликовали работу, в которой утверждается, что LK-99 действительно имеет некоторые мягкие ферромагнитные компоненты, которые заставляют его «наполовину левитировать» (левитировать, частично касаясь материалов опоры). Однако группа заявила, что не обнаружила ни эффекта Мейсснера, ни нулевого сопротивления, которые необходимы для сверхпроводимости.
В России Физическом институте имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) также решили проверить, действительно ли LK-99 способен проводить ток без потерь. Проблема возникла ещё до начала эксперимента. По оценке специалистов Центра высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов им. В.Л. Гинзбурга ФИАН, если взять описанное корейцами сырьё и повторить их процедуру синтеза, получится материал с другой формулой, отличной от указанной в статье. Поэтому проверку проводили двумя путями.
В одной серии опытов в точности воспроизвели описанный корейцами рецепт, в другой — получили вещество с указанной конечной формулой, но правильным методом. Для этого пришлось изменить сырьё и ход реакции. В результате учёные получили два похожих между собой образца — тёмные поликристаллы антрацитового цвета. При этом полученный по корейскому рецепту материал состоял из двух фракций — вместе с поликристаллом образовывалась зелёная стеклообразная масса, которую авторы изобретения никак не упоминали. Поскольку на фотографиях корейского образца ничего похожего не видно, российские специалисты попросту очистили от неё материал.
Для измерения сопротивления материала на образцах закрепили четыре контакта: через два крайних пускали ток, а между двумя центральными измеряли напряжение. Если бы материал был сверхпроводником, то напряжение между двумя точками было бы равно нулю. Две версии LK-99 поместили в криостат («морозильник») со встроенным магнитом — мощное магнитное поле подавляет сверхпроводимость, в результате чего она возникает лишь при более низкой температуре. Наблюдение этого феномена считается дополнительным доказательством при открытии сверхпроводников.
«Эксперимент показал, что корейский «сверхпроводник» в действительности — изолятор. Вы даёте туда ток, — и ничего не происходит. Причём мы начали опыты при комнатной температуре (23 °C), в то время как, по версии авторов разработки, сверхпроводимость фиксируется при температуре от 125 °C и ниже. Если же образцы охлаждать до отрицательных температур — сопротивление (и так условно бесконечное) лишь растёт. По электрическим свойствам LK-99 похож на фарфор, из которого делают промышленные изоляторы»,
Эти исследования, безусловно, свидетельствуют о том, что LK-99 может оказаться просто газетной уткой. Однако важно отметить, что каждая из этих групп синтезировала своё собственное вещество, а значит, испытанный ими материал мог быть не идентичен образцу, который использовали в своих экспериментах Сукбэ Ли и др.
