Czym jest nadprzewodnik?
Nadprzewodnik to materiał pozwalający na przepływ prądu elektrycznego bez oporu. Obecnie znajduje zastosowanie w urządzeniach wykorzystywanych w medycynie oraz w komputerach kwantowych. Wykorzystanie wiąże się jednak z ograniczeniami – niezbędne właściwości można otrzymać wyłącznie w bardzo niskich temperaturach oraz pod wysokim ciśnieniem. Wskazane wymagania sprawiają, że materiały nie mają szerokiego zastosowania w różnych dziedzinach.
Technologiczna rewolucja?
Kilka tygodni temu zespół naukowców z Korei Południowej ogłosił opracowanie rewolucyjnego nadprzewodnika działającego bez oporu w temperaturze oraz ciśnieniu pokojowym. Twórcami przedstawionego rozwiązania są Sukbae Lee i Ji-Hoon Kim z Quantum Energy Research Center oraz Young-Wan Kwon z KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology. Pierwszy nadprzewodnik tego typu został nazwany LK-99 i wzbudził zainteresowanie wśród naukowców na całym świecie.
Koreańczycy przedstawili sposób wykonania materiału polegający na pobraniu minerału o nazwie apetyt ołowiu, a następnie wprowadzeniu odpowiedniej liczby atomów pochodzących z miedzi. Naukowcy wskazali, że włączenie cząsteczek miedzi prowadzi do zmniejszenia objętości materiału i zmian w strukturze. Otrzymane odkształcenia pozwalają na stworzenie nadprzewodzących studni kwantowych. Po wdrożonych zmianach materiał nie traci właściwości oraz nie odkształca się.
Naukowcy na całym świecie jednogłośnie zwrócili uwagę, że rozwiązanie opracowane przez Koreańczyków odpowiadałoby za rewolucję w różnych dziedzinach na miarę Nagrody Nobla. Nadprzewodniki można byłoby wykorzystać w np. mikroprocesorach czy sieciach energetycznych.
Wątpliwości i badania
Po ogłoszeniu odkrycia koreańskich naukowców, badacze z różnych części świata zdecydowali się przyjrzeć opracowaniu. Do uznania rozwiązania potrzebne są pozytywne wyniki innych prób.
Obecnie z całego świata spływają mniej oraz bardziej szczegółowe wyniki przeprowadzonych badań. Pierwsze sygnały były optymistyczne – niektóre zespoły zanotowały wyniki wskazujące, że rozwiązanie przedstawione przez koreańczyków może być prawdziwe. Przykładem jest zespół z Huazhong University of Science and Technology, który przekazał, że naukowcom udało się osiągnąć stan, kiedy materiał unosi się nad magnesem – nadprzewodniki lewitują, ale bez wirowania.
Większość wyników okazuje się jednak nie potwierdzać skuteczności LK-99, np. zespół z Qufu Normal University nie zanotował zerowego oporu, a specjaliści z Uniwersytetu Południowo-Wschodniego z Nanjingu wykazali zerowy opór, ale przy temperaturze -163 stopni Celsjusza. Istnienie nadprzewodnika wykluczyli naukowcy z m.in. Indii, Chin, Korei Południowej czy Wielkiej Brytanii. W University of Colorado Boulder i Lawrence Berkeley National Laboratory przedstawiono również wyniki badań próbek LK-99 wskazujące, że materiał zawiera strukturę chemiczną pozwalającą na osiągnięcie nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego w niektórych okolicznościach.
Większość wyników podaje jednak, że w LK-99 wraz ze spadkiem temperatury opór wzrasta zamiast maleć, co wskazuje na możliwość zaliczenia opracowanego rozwiązania do antyprzewodników. W przypadku nadprzewodnika po osiągnięciu temperatury krytycznej powinno wystąpić zjawisko polegające na przewodzeniu prądu bez oporu. Podczas badań naukowcy nie zauważyli również zmiany pojemności cieplnej.
