מדענים גילו בטעות מוליכות-על בטמפרטורת החדר ובלחץ רגיל

אתר arXiv מצא מאמר שעשוילהיות המבשר של עולם חדש. בו מדווחים מדענים דרום קוריאנים על גילוי של מוליכות-על בטמפרטורת החדר ולחץ אטמוספרי רגיל. בקושי ניתן להפריז בגילוי כזה, במיוחד מכיוון שמוליכות העל שהתגלתה אינה דורשת חומרים ותנאים מיוחדים - הכל קורה על הברך, מה שנעזר בניסויים רבים ובתגלית מקרית.

מעניין לציין שברשת הדרום קוריאניתמאמרים מדעיים על התגלית הוכרזו ב-30 באפריל, ורק הפרסום ב-arXiv הפך לאבן שהיום או מחר יגרום למפולת של חדשות על התגלית. העברה ללא הפסדים של חשמל, ריחוף, טכנולוגיות קוונטיות ללא קירור-על, כורים תרמו-גרעיניים בכל בית - זה ועוד הרבה יותר ייתן מוליכות-על בטמפרטורת החדר ובלחץ רגיל.

יש כל כך הרבה ציפיות ממוליכות-על שאפילואני לא מאמין בגילוי שלו. מדענים צועדים בחושך לקראתו כבר יותר ממאה שנים. הפיזיקה של התהליך לא לגמרי ברורה, ואילו חומרים דרושים לו זו גם שאלה גדולה. מדענים אמריקאים הכריזו על דבר דומה לפני שנתיים, אך הורשעו בזיוף, ואיבדו את הפרסומים שלהם בפרסומים המדעיים המובילים בעולם. הגילוי של מדענים קוריאנים יהיה נתון גם לניתוח, שאת תוצאותיו נלמד בקרוב. לדבריהם, הכל פשוט שם ולא יהיה קשה להקים ניסויי בקרה.

הבעיה עם הגילוי של מוליכות-על "ביתית".חוקרים דרום קוריאנים אומרים שהפיזיקאים היו מוגבלים בהבנת התופעה. החוקרים גילו את התגלית באמצעות תרמודינמיקה סטטיסטית המבוססת על תורת הנוזלים. על פי ההשערה, היה צורך להגביל את מספר המצבים האלקטרוניים – למעשה להביאם לחד מימדיים. יחד עם זאת, אינטראקציות אלקטרונים-אלקטרון חייבות להיות תכופות מספיק כדי שהאלקטרונים יהיו בעלי תכונות האופייניות לנוזל.

במהלך ניסויים רבים בכיוון זה, מדענים פיתחו חומר מוליך-על בשם LK-99, שגילויו נעזר בתצפית אקראית.

"לראשונה בעולם ניתן היה לעשות סינתזהמוליך-על בטמפרטורת החדר (Tc≥400 K, 127 מעלות צלזיוס), הפועל בלחץ אטמוספרי, עם מבנה שונה של עופרת-אפטיט (LK-99)", נכתב בהקדמה למאמר המדעי. מדענים הוכיחו את תכונות המוליכות העל של החומר באמצעות הטמפרטורה הקריטית (Tc), התנגדות אפס, זרם קריטי (Ic), שדה מגנטי קריטי (Hc) ואפקט מייסנר (ריחוף בשדה מגנטי).

מוליכות העל של LK-99 נובעת מעיוותים מבניים לא משמעותיים הנגרמים מהתכווצות נפחית קטנה של החומר (0.48%), ולא מגורמים חיצוניים כמו טמפרטורה ולחץ. הצטמקות של מבנה הגביש, בתורו, נגרמת על ידי החלפה של יוני Cu2+ עבור יוני Pb2+ ברשת הבידוד של Pb פוספט. המבנה הייחודי של LK-99, המאפשר לשמור על העיוותים הקטנים ביותר ברמת המבנה הגבישי, הוא הגורם החשוב ביותר המבטיח שימור וביטוי של מוליכות-על.