物理学者イ・ソクベが率いる韓国の科学者チームは最近、初の常温超伝導体の発見を発表し、科学界に衝撃を与えた。しかし、この研究論文は、その発見を独自に検証しようと躍起になっている科学界から称賛されることもあれば、非難されることもある。
arXivに投稿された2つのプレプリント論文の中で、量子エネルギー研究所のリーと同僚たちは、400K（127℃）までの温度で超伝導を示すとする物質LK-99を紹介した。このブレークスルーが検証されれば、量子コンピューターやロスレス送電、画期的な蓄電池技術が実現する可能性がある
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超伝導体とは？
物質の温度は、内部の分子の運動エネルギーの尺度である。高温の物質は電子が狂ったように動き回っていることを意味し、低温の物質は電子の動きが遅く静かであることを意味する。超伝導体は、電子が抵抗ゼロで流れ、熱を発生させない。
物質が臨界温度以下に冷やされると、電子は、ヨガをしている人が数人しかいないような、ほとんど誰もいない部屋を横切る人のように、滑るように動き回ることができる。対照的に、温度が高いと、物質中の電子は、混雑したディスコのダンスフロアを横切ろうとする人のように、互いに衝突し、反発し合う。この抵抗は、パワーやエネルギーの損失を意味する。
これらの科学者たちは、混雑したダンスフロアを、寒くて誰もいないヨガルームを横切るのと同じくらい簡単に横切る方法を開発したと主張している
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LK-99の何がそんなに特別なのか
論文に要約されている新しい固体反応法を用いて、研究者たちはLK-99を合成し、その電気抵抗をテストした。その抵抗は220℃で急激に低下し、超伝導を示した。また、超伝導体の特徴的な性質である「マイスナー効果」と呼ばれる部分的な磁気浮遊も実証された。
懐疑論者たちは、論文に示された部分的な磁気浮上は、画像の枠外にある別の磁石によって生じた錯覚に過ぎず、物体が完全に浮上しているわけではないと主張している。研究者によれば、部分的な浮上はLK-99物質の不完全さによるもので、物質の一部は超伝導状態にあるが、他の部分は超伝導状態ではないという。
LK-99が示す部分的な浮遊。画像： サイエンスキャスト
実験条件についての詳細が乏しいことが重要な論点である。室温超伝導を達成したという主張は以前にもあったが、その後否定された。サイエンス誌によれば、他の研究者たちは現在、LK-99を独自に再現しようと競争しているという。
「アルゴンヌ国立研究所の理論家、マイケル・ノーマン氏はサイエンス誌にこう語っている。「彼らは超伝導についてよく知らないし、データの発表の仕方も怪しい。
イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の物性物理学者ナディア・メイソンは、「データは少しずさんな感じがする」と述べた。
議論と討論
この話題は数日間サイエンスツイッターを賑わせた。
ある科学者（バークレー研究所のSinéad M. Griffin）は、米エネルギー省のスーパーコンピューターを使用してシミュレーションを行った。
国立研究所(LBNL)の結果はLK-99が常温常圧超電導体であることを裏付ける。
1時間前にarxivで公開されたシミュレーションは、LK-99が現代材料科学と応用物理学の聖杯であることを支持しています。
(https://t.co/4t4D2gIeBp)これが平易な英語です… pic.twitter.com/mQNQuO4TFu
– Andrew Côté (@Andercot) 2023年8月1日
一方、「アニメの猫娘」と形容されるロシアの土壌科学者、イリス・アレクサンドラは、自宅のキッチンで論文の結果を再現しようとする試みを記録した。
LK99ドラマの中で最も興味深いキャラクターは@iris_IGBである。彼女はキッチンで物性物理学を料理し、ジェンダーの固定観念を捨て、アノアニメのpfpsを盛り上げ、ロシアと共産主義を支持し、ファンや嫌われ者を等しく激しく非難している。
論文発表の経緯についても論争がある。ウィリアム・アンド・メアリー大学の共著者ヒョンタク・キムは、2つのプレプリント論文のうち1つは許可なく投稿されたもので、”多くの欠陥 “が含まれていると述べている。また、プリンストン大学のアレックス・カプラン氏のように、著者は著名な共著者を確保することに注力し、出版を急がせたと指摘する者もいる
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というわけで、大まかにはリーとJ.キムが主要な共同研究者であり、第3著者をめぐって外部と揉めたと考えられる。クォンは、早急に論文を発表し、最終候補者の座を確保しなければならないという焦りから、キムを押しのけたのかもしれない。その焦りから、多くのことが説明できるだろう。https://t.co/OxH5J47f4U
– Alex Kaplan (@alexkaplan0) 2023年7月27日
室温超電導の革命的な可能性は、長い間科学者たちを魅了してきた。無損失の送電網、より高速な列車、コンパクトな核融合炉、超高効率の電子機器など、科学技術の空想が現実になるかもしれない。
しかし、これまでの主張は精査の末に崩れ去り、再現性の問題で超伝導研究は長い間悩まされてきた。
LK-99が時の試練に耐えることができれば、技術革新の新時代が到来するかもしれない。今のところ、物理学者たちは、この結果がより大きな科学コミュニティによって裁かれる試練に直面することを期待し、息を潜めている。歴史に残る発見と希望的観測を分けるには、数週間から数ヶ月かかるかもしれない
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