Un gruppo di scienziati sudcoreani, guidati dal fisico Seok-bae Lee, ha di recente trasmesso onde d’urto alla comunità scientifica annunciando la scoperta del primo superconduttore a temperatura ambiente. Ma il documento di ricerca è stato sia lodato che criticato da una comunità scientifica desiderosa di testare in modo indipendente le sue scoperte.
In due documenti preprint pubblicati su arXiv, Lee e i colleghi del Quantum Energy Research Institute hanno presentato l’LK-99, un materiale che, a loro dire, mostra superconduttività a temperature fino a 400K (127°C), superando di gran lunga il precedente record di -135°C. Se convalidata, questa presunta scoperta potrebbe rendere possibili computer quantistici, trasmissione di energia senza perdite e una rivoluzionaria tecnologia di stoccaggio delle batterie.
Che cos’è un superconduttore?
La temperatura di una sostanza è una misura dell’energia cinetica delle molecole al suo interno. Un materiale caldo significa che i suoi elettroni si muovono all’impazzata, mentre il freddo rappresenta elettroni più lenti e silenziosi. Un superconduttore permette agli elettroni di fluire senza resistenza, generando zero calore.
Quando una sostanza viene raffreddata al di sotto della sua temperatura critica, gli elettroni possono scivolare, come una persona che attraversa una stanza quasi vuota dove solo poche persone stanno facendo yoga. Al contrario, a temperature più calde, gli elettroni del materiale si scontrano e si respingono, come chi cerca di attraversare una pista da ballo affollata. Questa resistenza comporta una perdita di potenza o di energia.
Questi scienziati hanno effettivamente affermato di aver sviluppato un modo per rendere l’attraversamento della pista da ballo affollata facile come l’attraversamento di una sala yoga fredda e vuota.
Cosa c’è di così speciale nell’LK-99?
Utilizzando un nuovo metodo di reazione allo stato solido, riassunto nell’articolo, i ricercatori hanno sintetizzato l’LK-99 e ne hanno testato la resistenza elettrica. La resistenza è diminuita bruscamente a 220°C, indicando la superconduttività. Hanno anche dimostrato una parziale levitazione magnetica, una proprietà caratteristica dei superconduttori chiamata “effetto Meissner”.
Gli scettici hanno sostenuto che la levitazione magnetica parziale illustrata nel documento è solo un’illusione generata da un altro magnete che si trova al di fuori dell’inquadratura dell’immagine, sottolineando il fatto che l’oggetto non sta levitando completamente. I ricercatori sostengono che la levitazione parziale è dovuta a imperfezioni nel materiale LK-99, dove alcune parti della sostanza sono in uno stato superconduttivo mentre altre no.
La levitazione parziale mostrata dall’LK-99. Immagine: Sciencecast
Gli scarsi dettagli forniti sulle condizioni sperimentali sono un punto chiave della controversia. Ci sono state precedenti affermazioni sul raggiungimento della superconduttività a temperatura ambiente che sono state successivamente screditate. La rivista Science riporta che altri ricercatori stanno ora correndo per riprodurre in modo indipendente l’LK-99.
“Sembrano dei veri dilettanti”, ha dichiarato a Science Michael Norman, teorico dell’Argonne National Laboratory. “Non sanno molto di superconduttività e il modo in cui hanno presentato alcuni dati è sospetto”.
Nadya Mason, fisica della materia condensata presso l’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, ha dichiarato che “i dati sembrano un po’ approssimativi. “
Discussione e dibattito
L’argomento ha tenuto banco su Twitter per giorni, con molti ricercatori e aspiranti tali che hanno condiviso le loro opinioni.
Una scienziata, Sinéad M. Griffin dei Berkeley Labs, ha utilizzato un supercomputer del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per eseguire simulazioni che, secondo un ingegnere, “sostengono che l’LK-99 è il Santo Graal della moderna scienza dei materiali e della fisica applicata”.
I risultati del Laboratorio Nazionale (LBNL) supportano l’LK-99 come superconduttore a temperatura ambiente e a pressione ambiente.
Le simulazioni pubblicate 1 ora fa su arxiv sostengono che l’LK-99 è il Santo Graal della moderna scienza dei materiali e della fisica applicata.
(https://t.co/4t4D2gIeBp)Ecco il testo in inglese… pic.twitter.com/mQNQuO4TFu
– Andrew Côté (@Andercot) 1 agosto 2023
Nel frattempo, una scienziata russa del suolo di nome Iris Alexandra, descritta come una “gattara anime”, ha documentato i suoi tentativi di riprodurre i risultati del documento nella sua cucina.
Il personaggio di gran lunga più interessante del dramma LK99 è @iris_IGB Cucina contemporaneamente la fisica della materia condensata nella sua cucina, rifugge dagli stereotipi di genere, incrementa i pfps degli anon anime, tifa per la Russia e il comunismo, prende a schiaffi fanboy e haters con uguale ferocia.
– NirSD (@nirsd) Agosto 2023
Le controversie riguardano anche le circostanze della pubblicazione dell’articolo. Il coautore Hyun-Tak Kim della William & Mary University afferma che uno dei due preprint è stato pubblicato senza autorizzazione e contiene “molti difetti”. Altri, come Alex Kaplan dell’Università di Princeton, suggeriscono che gli autori si siano concentrati per assicurarsi un coautore di spicco da allegare al lavoro, facilitando la pubblicazione affrettata.
Quindi le circostanze indicano approssimativamente Lee e J. Kim come i principali collaboratori, con lotte esterne per il terzo autore. Kwon potrebbe essere intervenuto con l’urgenza di pubblicare al più presto e di assicurarsi un posto nella short-list, spingendo fuori Kim. La fretta spiegherebbe molte cose. https://t.co/OxH5J47f4U
– Alex Kaplan (@alexkaplan0) 27 luglio 2023
La prospettiva dei superconduttori a temperatura ambiente ha da tempo affascinato gli scienziati per il suo potenziale rivoluzionario. Reti elettriche senza perdite, treni più veloci, reattori a fusione compatti, elettronica iper-efficiente e altri voli della fantasia scientifica e tecnologica potrebbero diventare realtà.
Ma le affermazioni precedenti si sono sgretolate sotto esame e la riproducibilità ha afflitto la ricerca sui superconduttori per anni.
Se LK-99 supererà la prova del tempo, potrebbe inaugurare una nuova era di innovazione. Per ora, i fisici stanno trattenendo il fiato in attesa di una prova del fuoco da parte della comunità scientifica. Potrebbero essere necessarie settimane o mesi per separare una scoperta storica da un’idea velleitaria.
