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| Foto de dominio público |
La semana pasada, sin grandes fanfarrias, apareció un documento en el servidor de preimpresión ArXiv que afirmaba que se había logrado el santo grial de la superconductividad. Los científicos coreanos afirmaron que habían creado un superconductor, materiales que conducen la electricidad perfectamente sin perder energía, que pueden funcionar fuera de las condiciones del laboratorio a temperatura ambiente y presión ambiental. Si esto se verifica, podría cambiar el mundo, pero a pesar de que los científicos se esfuerzan por replicar sus hallazgos, muchos siguen siendo escépticos.
El material es un plomo-apatito modificado llamado LK-99, y tanto científicos profesionales como aficionados han estado intentando recrear el material, reproduciendo las pruebas y observando la teoría detrás de él. Los superconductores pueden transmitir electricidad sin resistencia, lo que los hace más eficientes energéticamente y tienen fantásticas propiedades magnéticas, que son invaluables en tecnología. Sin embargo, actualmente no son muy prácticos ya que requieren temperaturas muy bajas y presiones muy altas para funcionar.
Hasta ahora, el consenso científico general es de saludable escepticismo, con al menos dos laboratorios siguiendo los pasos para recrear LK-99, ambos sin éxito. LK-99 sería sin duda un superconductor inusual, y no solo porque podría usarse en todos los entornos de la Tierra. Pero los científicos de materiales y los físicos saben que hay mucho más por descubrir sobre la superconductividad, por lo que no lo descartan como imposible.
“Todos los superconductores conocidos tienen lo que llamamos pares de Cooper, que son estos pares de electrones, pero el pegamento que los mantiene unidos, las interacciones entre ellos, suelen ser muy débiles”, dijo la profesora Susie Speller, del Centro de Superconductividad Aplicada de Oxford. le dijo a IFLScience. “Cuando alcanzamos temperaturas más altas, tenemos mucha más energía térmica disponible. Y esa energía tenderá a separar esos pares”.
El objetivo ha sido encontrar un material en el que los pares estén unidos tan fuertemente que la energía térmica no pueda separarlos. El equipo coreano cree que esto es lo que está viendo en LK-99. La comunidad internacional está esperando ver una verificación independiente de las afirmaciones presentadas en el documento original.
Lo que buscan son efectos claros de la transición. A presión ambiental, los materiales se vuelven superconductores cuando bajan de una temperatura crítica. Si bien han aparecido videos y artículos que sugieren algún respaldo teórico o algunas propiedades magnéticas potencialmente interesantes, todavía no hay una imagen completa que muestre si LK-99 es un superconductor o no. A los científicos les gustaría ver tres cosas medidas.
“Cuando medimos superconductores, la propiedad más obvia de un superconductor es la resistencia cero”, explicó el profesor Speller. “Lo que buscas es que el material tenga cierta resistencia. Lo enfrías, y de repente debería perder esa resistencia, y debería ser absolutamente cero cuando está en el estado superconductor. Debería ver un cambio muy claro en la resistencia a la temperatura donde comienza a ser superconductor”.
Otra propiedad por la que los superconductores son famosos es su peculiar efecto magnético. Expulsan campos magnéticos que les permiten levitar sobre un imán, lo que podría permitir trenes de levitación magnética generalizados, por ejemplo. Algunos de los videos de LK-99 muestran propiedades magnéticas intrigantes, consistentes con ser un diamagnet. Pero los superconductores son un diamagnet perfecto y eso aún no se ha demostrado para el material.
“Queremos verlo cambiar de ser no magnético, esencialmente, por encima de su transición superconductora a ser este material diamagnético debajo”, dijo el profesor Speller a IFLScience. "Tienes que tener un cambio de no magnético a diamagnético a la misma temperatura en la que ves que ocurre el cambio de resistencia".
La tercera propiedad es la capacidad calorífica, la cantidad de energía necesaria para cambiar la temperatura de un material en un Kelvin. Esta propiedad debe mostrar una transición dramática entre el material en su estado habitual y cuando se convierte también en un superconductor. Y la transición también debe tener lugar a esa temperatura particular donde tienen lugar los otros dos efectos. Y es por eso que la temperatura crítica es crítica en más de un sentido.
“También hay otras firmas de superconductores; hay muchas otras mediciones que se pueden hacer, pero estas tres son las que seguramente buscaríamos”, explicó el profesor Speller.
🚨 BREAKING - first repro video of LK-99 spec floating? https://t.co/IlxI5ACFTQ
— Alex Volkov - targum.video - I WANT TO BELIEVE (@altryne) August 1, 2023
Source here: https://t.co/duVT1tJ4WS
Los videos que muestran motas de LK-99 levitando aún no son lo suficientemente convincentes. Es posible hacer que las motas de grafito, el material dentro de los lápices, leviten así. Los estudios teóricos encontraron posibles características que el material podría compartir con los superconductores conocidos, pero no está claro si esas propiedades garantizan que es un superconductor. No hay nada en teoría que diga que no puede haber un superconductor a temperatura ambiente (hemos encontrado uno que requiere presiones enormes), pero aún no sabemos qué se requiere para fabricarlo.
NEWS FLASH: we contacted several CMTC alumni in Korea who are faculty members at the top Korean universities, and NONE has ever heard of this group from Quantum Energy Research Center, and they are as stumped about these claims as we are. Probably not a good sign. https://t.co/ejDSj9pKRf
— Condensed Matter Theory Center (@condensed_the) July 26, 2023
Nos comunicamos con varios ex alumnos de CMTC en Corea que son miembros de la facultad en las principales universidades coreanas, y NINGUNO ha oído hablar de este grupo del Centro de Investigación de Energía Cuántica, y están tan perplejos con estas afirmaciones como nosotros. Probablemente no sea una buena señal.
El escepticismo es bueno y saludable cuando se trata de la ciencia, pero el profesor Speller quería enfatizar cuán emocionados estarían todos de que esta afirmación sea cierta. Y si bien ese avance sería revolucionario, los superconductores son y tendrán un impacto en tantas tecnologías con materiales que ya pueden alcanzar fácilmente su estado superconductor solo unas pocas decenas de grados por debajo del punto de congelación del agua.
"Si bien estar a temperatura ambiente sería fantástico porque no se necesita refrigeración, en realidad, para alcanzar las temperaturas que necesitamos usar los materiales que ya tenemos es bastante barato y bastante fácil", dijo el profesor Speller, y señaló que el nitrógeno líquido es tan barato como la leche.
Speller estaba probando algunos de esos materiales durante nuestra entrevista, y agregó que en la próxima década se volverán comunes en muchas tecnologías, lo que marcará una gran diferencia en las tecnologías ecológicas.
Entonces, ¿LK-99 es un gran avance para la humanidad o no? Solo el tiempo, la replicación y la verificación lo dirán. Después de todo, las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias.
Fuente: https://www.iflscience.com/is-lk-99-a-superconductor-or-not-what-to-know-about-recent-superconductor-claims-70119