De temperatuur van een stof is een maat voor de kinetische energie van de moleculen in de stof. Een heet materiaal betekent dat de elektronen als een gek rondbewegen, terwijl een koud materiaal staat voor langzamere, stillere elektronen. Een supergeleider laat elektronen stromen zonder weerstand en genereert geen warmte.
Wanneer een stof wordt afgekoeld tot onder de kritische temperatuur, kunnen elektronen rondzweven, zoals een persoon die door een bijna lege kamer loopt waar slechts een paar mensen yoga doen. Bij warmere temperaturen daarentegen botsen de elektronen in het materiaal tegen elkaar en stoten ze elkaar af, zoals mensen die door een drukke discodansvloer proberen te bewegen. Deze weerstand betekent het verlies van vermogen of energie.
Deze wetenschappers hebben effectief beweerd dat ze een manier hebben ontwikkeld om het oversteken van de drukke dansvloer net zo gemakkelijk te maken als het oversteken van een koude en lege yogaruimte.
Wat is er zo speciaal aan LK-99?
Met behulp van een nieuwe vaste reactiemethode die in het artikel wordt samengevat, synthetiseerden de onderzoekers LK-99 en testten ze de elektrische weerstand ervan. Die weerstand daalde scherp bij 220°C, wat duidt op supergeleiding. Ze toonden ook gedeeltelijke magnetische levitatie aan, een kenmerkende eigenschap van supergeleiders, het zogenaamde “Meissner-effect”.
Sceptici hebben beweerd dat de gedeeltelijke magnetische levitatie die in het artikel wordt geïllustreerd slechts een illusie is die wordt opgewekt door een andere magneet buiten het beeldkader, wat erop wijst dat het object niet volledig leviteert. De onderzoekers zeggen dat de gedeeltelijke levitatie het gevolg is van onvolkomenheden in het LK-99 materiaal, waarbij delen van de stof in een supergeleidende staat verkeren en andere delen niet.
De gedeeltelijke levitatie die LK-99 vertoonde. Afbeelding: Sciencecast
De weinige details over de experimentele omstandigheden zijn een belangrijk twistpunt. Er zijn eerder beweringen geweest over het bereiken van supergeleiding bij kamertemperatuur die later in twijfel werden getrokken. Het tijdschrift Science meldt dat andere onderzoekers nu in een race verwikkeld zijn om LK-99 onafhankelijk te reproduceren.
“Ze komen over als echte amateurs,” vertelde Michael Norman, een theoreticus bij Argonne National Laboratory aan Science. “Ze weten niet veel over supergeleiding en de manier waarop ze sommige gegevens hebben gepresenteerd is verdacht.”
Nadya Mason, een natuurkundige op het gebied van gecondenseerde materie aan de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign zei dat “de gegevens een beetje slordig lijken.”
Discussie en debat
Het onderwerp houdt Science Twitter al dagen bezig, met veel onderzoekers en wannabe-onderzoekers die hun mening delen.
Eén wetenschapper, Sinéad M. Griffin van Berkeley Labs, gebruikte een supercomputer van het Amerikaanse Ministerie van Energie om simulaties uit te voeren die volgens een ingenieur “LK-99 ondersteunen als de heilige graal van de moderne materiaalwetenschap en toegepaste fysica”.
De resultaten van het National Lab (LBNL) ondersteunen LK-99 als supergeleider bij kamertemperatuur en omgevingsdruk.
Simulaties 1 uur geleden gepubliceerd op arxiv ondersteunen LK-99 als de heilige graal van de moderne materiaalwetenschap en toegepaste natuurkunde.
(https://t.co/4t4D2gIeBp)Hier is het gewoon-engels… pic.twitter.com/mQNQuO4TFu
– Andrew Côté (@Andercot) 1 augustus 2023
Ondertussen documenteerde een Russische bodemwetenschapper met de naam Iris Alexandra – beschreven als een “anime kattenmeisje” – haar pogingen om de resultaten van het artikel in haar keuken te reproduceren.
Het veruit interessantste personage in het LK99-drama is @iris_IGB Ze kookt tegelijkertijd gecondenseerde materie fysica in haar keuken, onttrekt zich aan genderstereotypen, boost anon anime pfps, stalkt Rusland en communisme, bitchslapt fanbois en haters met gelijke felheid.
– NirSD (@nirsd) Augustus 1, 2023
Er is ook onenigheid over de omstandigheden van de publicatie van het artikel. Co-auteur Hyun-Tak Kim van de William & Mary universiteit zegt dat een van de twee preprint papers zonder toestemming is geplaatst en “veel fouten” bevat. Anderen, zoals Alex Kaplan van Princeton University, suggereren dat de auteurs zich richtten op het verkrijgen van een prominente co-auteur om aan het werk te hechten, waardoor de overhaaste publicatie werd vergemakkelijkt.
De omstandigheden wijzen er dus grofweg op dat Lee en J. Kim de belangrijkste medewerkers waren, met een externe strijd om de derde auteur. Kwon is er misschien tussengekomen om zo snel mogelijk te publiceren en zijn plaats op de shortlist veilig te stellen, waardoor Kim werd verdrongen. De haast zou veel verklaren. https://t.co/OxH5J47f4U
– Alex Kaplan (@alexkaplan0) Juli 27, 2023
Het vooruitzicht van supergeleiders bij kamertemperatuur fascineert wetenschappers al lang vanwege de revolutionaire mogelijkheden. Verliesloze elektriciteitsnetten, snellere treinen, compacte fusiereactoren, superefficiënte elektronica en andere wetenschappelijke en technologische hoogstandjes zouden werkelijkheid kunnen worden.
Maar eerdere beweringen zijn onder de loep genomen en het onderzoek naar supergeleiders wordt al tijden geplaagd door reproduceerbaarheid.
Als LK-99 de tand des tijds doorstaat, kan het een nieuw tijdperk van innovatie inluiden. Op dit moment houden natuurkundigen hoopvol hun adem in terwijl de resultaten worden onderworpen aan een vuurproef die wordt beoordeeld door de grotere wetenschappelijke gemeenschap. Het kan weken of maanden duren voordat de ontdekking, die geschiedenis heeft geschreven, van het wishful thinking gescheiden is.
