Напомню, историю вопроса.

23 июля корейские учёные Сокпэ Ли, Чжихун Ким и Янг-Ван Квон опубликовали препринт об открытии сверхпроводимости при температуре <127°С (400°К). В статье описывался процесс изготовления материала, структура и давались ошеломляющие результаты. Препринт сразу заметили, несколько десятков групп по всему миру бросились проверять результаты. Горячая сверхпроводимость стала первым научным результатом, который бурно обсуждается в соцсетях по всему миру.

Журналисты нашли в Сеуле лабораторию (Quantum Energy Research Centre Inc) где работали авторы открытия. Лаборатория в подвале четырехэтажного дома, закрыта, у входа стоят незабранные бутылки с водой, доставленные несколько дней назад.

Корейцы могли дать образец для проверки данных. Боялись, что украдут информацию? Можно было провести серию экспериментов под их контролем.

Вряд ли стоит ждать подтверждения открытия.

Как и почему могла произойти подобная ошибка?

Вся наука строится на том, что ученые публикуют результаты своих работ с подробным описанием всех необходимых данных для повторения эксперимента. Именно этим наука отличается от алхимии, секреты которой открывали только узкому кругу посвященных. Массовая публикация результатов стала возможной после изобретения книгопечатания, а в 17 веке стала обязательной у ученых. Такой подход делает бессмысленной публикацию заведомо ложной информации. Другие ученые быстро проверят сенсационный результат, если он не подтвердится, то авторы навсегда потеряют репутацию.

И тем не менее фейки в науке иногда случаются. Почему?

Разные причины.

Есть лжеученые. Такие товарищи долбят известные научные учреждения и требуют рассмотрения своих работ. Иногда им удаётся заморочить голову верхам, как это было с торсионными полями, которые исследовались в 80х в секретных лабораториях СССР под крышей КГБ и МинОбороны.

В Штатах печально прославилась Элизабет Холмс, основательницы компании «Theranus». Суть изобретения - приборчик, который по одной капле крови из пальца выдает полный анализ крови и ещё много чего. Милая, симпатичная и харизматичная ученая сумела обаять американских инвесторов на 1 (один) миллиард $$. Вся эпопея тянушась 15 лет, с 2003 по 2018. Недавно был суд, Элизабет дали 11 лет. Сейчас смотрю минисериал про неё - «Выбывшая» 

Есть намеренные фальсификаторы. На 5 курсе физфака МГУ мой близкий друг работал в маленькой лазерной лаборатории. Руководитель - молодой перспективный кандидат физмат наук, лет 35, два студента, аспирант. И открыли эффект. Не ужас-ужас какой важный, но интересный. Между собой шутили, что эффект назовут именем завлаба. Изучали год-полтора, эффект был неустойчивый. То есть, то нет. В итоге выяснилось, что химичил сам молодой перспективный завлаб. На физфаке в таких случаях скандал не поднимали, репутация факультета дороже, просто человек должен был быстро-быстро уволиться. Куда он пойдет после этого - никого не интересовало. Мог и ученым остаться. Но не у нас.

Бывают добросовестные заблуждения. Я на таком один раз попал. Со второго курса занимался анализом потоков заряженных частиц в околоземном пространстве по данным спутников. Персональных компов не было, интернета тоже, военные ребята давали нам распечатки данных счетчиков радиации со спутников, по этим таблицам строили графики остро заточенными цветными карандашами на миллиметровке. Ну, а потом смотришь на эти графики, ищешь неожиданные всплески/спады, думаешь, в библиотеки ходишь, книжки, доклады симпозиумов читаешь. Прикольно. Типа детектива. Надо найти эффект и его объяснить. В межпланетном масштабе. Ну, я и обнаружил эффект. Полгода обрабатывал, теоретически объяснял. Должен был стать основой диплома и будущей диссертации. Когда до диплома оставалось месяца четыре, научный руководитель сказал: «А знаешь, сходи к Людмиле Васильевне. Расскажи и послушай, что она скажет». Пошел я, сели, начал я рассказывать свое открытие, а Людмила Васильевна меня перебивает и спрашивает: «За какой период данные спутника?» Я сказал. «В это время спутник был уже в верхних слоях атмосферы, нагрелся и датчики выдавали белый шум.» Блииин…. Присмотрелся я к графикам, так и есть. Банальный белый шум, анализируя который я умудрился найти какие-то закономерности. На первом курсе лектор нам говорил: «Есть поговорка: можно обмануть других, нельзя обмануть себя. Это не так. Ученые как правило сначала обманывают себя, а уже потом окружающих». Больше у меня таких ляпов не было. Защитился нормально.

А в мировом масштабе самый известный случай добросовестного заблуждения - холодный термояд Пондса и Флейшмана, объявленный в 1989. Ученые делали электролиз с палладиевыми стержнями и наблюдали свободные нейтроны, как при реакции синтеза. Проверили - не подтвердилось.

Кстати, ученые продолжают работать над холодным термоядом. В 2019 была публикация в Nature о проекте, финансируемом Гуглом.

После публикации корейских ученых акции корейских компаний по сверхпроводникам взлетели в 2-3 раза и сейчас медленно сползают. Обсуждают вариант, что ученые намеренно запустили публикацию, чтобы заработать на биржевой игре. Сюжет для голивудского блокбастера - группа ученых нахлобучивает биржевых трейдеров.

Ну, а с горячей сверхпроводимостью?… Если честно, то я уже не верю, что подтвердится.

Нынешние теории сверхпроводимости горячую сверхпроводимость не запрещают. Может позже откроют?

Эта статья продолжение серии:

Найден Грааль физики - горячая сверхпроводимость?

LK-99 - сверхпроводник лета

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ О ГОРЯЧЕЙ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ LK-99

Вот видео с высокотемпературным сверхпроводником YBCO (оксид иттрия-бария-меди).

Сам сверхпроводник - черный керамический диск на дне пенопластовой коробки. В пенопласт заливается жидкий азот (температура 78 К) для охлаждения керамики. В этом видео я вылил азот, и, пока керамика не нагреется выше 93К, она остается сверхпроводящей.

Обычно со сверхпроводниками демонстрируют эффект Мейснера - вытеснение магнитного поля из сверхпроводника. В этом случае сверхпроводник парит над магнитом. В видео ниже я положил YBCO внутрь алюминиевого "корпуса" в виде летающей тарелки:

Возможно, вы обратили внимание, что "дорога" сделана из трёх рядов магнитов - центральный ряд лежит другим полюсом кверху. Это сделано, чтобы в магнитном поле была "яма", в которой и дрежится летающая тарелка. Именно поэтому она не соскальзывает в сторону и "следует" за "дорогой".

Теперь вернемся к первому видео: сверхпроводник парит над магнитом, но если я его переворачиваю, то он висит под ним и не падает. Весь секрет в захвате магнитного потока. Если материал переходит в сверхпроводящее состояние во внешнем магнитном поле, то он не вытесняет весь магнитный поток из своего объема, а "замораживает" его. Т.е. становится постоянным магнитом.

Итого:

1. Если охладить сверхпроводник без внешнего магнитного поля, то он будет парить над магнитом ( и стараться с него соскочить, если форма поля позволит) - прямо как в видео №2: я положил щипцами летающую тарелку в термос с жидким азотом, а потом достал ее и поставил на магниты.

2. Если охладить сверхпроводник во внешнем магнитном поле, то он захватит весь или часть магнитного потока и станет постоянным магнитом. В первом видео я положил коробку с керамикой на магниты и налил в нее жтдкий азот, чтобы охладить сверхпроводник во внемшнем магнитном поле.

P.S. Я специально не разводил тут про сверхпроводники первого и второго рода и тому подобные тонкости. Специалисты могут блеснуть своими знаниями в комментариях. Часть моих постов можно найти тут.

Корейские учёные Сокпэ Ли, Чжихун Ким и Янг-Ван Квон заявили об открытии сверхпроводимости при +127°С (400°К).

Если открытие подтвердится, наша цивилизация изменится.

Эффект достигнут на свинцово-апатитовом материале, в котором четверть ионов свинца заменили медью. Ли и Ким получили материал в 1999 и назвали его LK-99 по первым буквам своих фамилий и последним цифрам года.

Сверхпроводящий образец LK-99 парит над магнитом

В марте 2023 года ученые получили патент на LK-99, в апреле была опубликована статья в корейском журнале, но она была на корейском языке и прошла незамеченной. Только 23 июля был опубликован препринт на ArXiv.org (ссылка в конце поста). Сейчас ученые разных стран лихорадочно пробуют повторить эксперимент.

Авторы не были широко известными учёными, впрочем в исследовании сверхпроводимости новичкам часто везло на счастливые случайности.

Сверхпроводимость случайно открыл голландец Хейке Каммерлинг-Оннесом в 1911 в лаборатории в Лейдене. Ученый измерял электрическое сопротивление ртути при снижении температуры. Сопротивление плавно снижалось и вдруг при температуре около -270°С сопротивление упало вообще до нуля. Просто до нуля и всё… При сверхпроводимости сопротивления нет вообще. Мне рассказывали, что в Лейденской лаборатории до сих пор хранится кольцо с током, который включили в 1927 году. Батарею убрали, а ток крутится уже почти 100 лет. Может крутиться вечно, потерь никаких.

Следующие 75 лет ученые строили теорию сверхпроводимости и искали материалы с более горячей точкой перехода. Большой вклад внесла группа Гинзбург-Ландау-Абрикосов-Горьков (теория ГЛАГ), а основной стала теория Бардина-Купера-Шриффера (БКШ). Точку перехода за 75 лет удалось повысить лишь на двадцать градусов. Было опубликовано много работ серьезных ученых, теоретически доказывающие невозможность сверхпроводимости при температурах выше минус 250°С.

Как вдруг в 1986 два швейцарских ученых Мюллер и Беднорц нашли сверхпроводник при температуре минус 238°С. Ученые были неизвестные, работали в маленькой лаборатории фирмы IBM в Цюрихе, про которую научная общественность не слыхала. Материал был керамикой, которая раньше не исследовалась на сверхпроводимость. Та самая керамика, из которой можно тарелки делать. В 1987 Мюллер и Беднорц получили Нобелевскую премию.

Ученые всего мира ринулись экспериментировать с керамикой. Я помню забитую до отказа Центральную Физическую аудиторию физфака, где рассказывали про «тёплую сверхпроводимость». В течение года ученые подняли температуру сверхпроводников ещё на 100 градусов до минус 140°С. В следующие годы рост температуры замедлился. Последний рекорд был в 2019 −23 °C (250K), но под большим давлением (188 ГПа). Для широкого применения не подходит. Теория БКШ не может объяснить теплую сверхпроводимость в керамиках, полная теория высокотемпературной сверхпроводимости до сих пор не построена.

И вот - сообщение о прорыве корейцев сразу до плюс 127°С при атмосферном давлении. Это открывает огромные возможности.

Зачем вообще нужна сверхпроводимость? Думаете, чтобы снизить потери при передаче энергии по проводам? Вряд ли. Сверхпроводящие материалы как правило слишком дороги и сложны в обработке для проводов ЛЭП.

Основное применение сверхпроводников - для катушек, создающих мощное магнитное поле. Поэтому важно, что помимо высокой температуры корейский материал LK-99 показал устойчивость сверхпроводимости к высокому магнитному полю.

Применение горячих сверхпроводников может помочь созданию термоядерной электростанции на ТОКАМАКе (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками), где очень мощное магнитное поле, удерживает очень горячую плазму. Я уже давно считал, что мы никогда не увидим коммерческую термоядерную электростанцию, но на горячих сверхпроводниках такая станция может стать возможной. Правда, лет через 30-50, не раньше, но шанс есть.

Другим возможным применением может стать магнитная левитация - полёты на магнитной подушке. В фильмах типа «Назад в будущее» или «Звездные войны» разные устройства парят в воздухе без затрат энергии. Вряд ли ученые освоят антигравитацию, а вот парение в магнитном поле было открыто ещё в 1933 Вальтером Мейснером. Это явление называют также «эффектом Магомета» - по преданию гроб Пророка в Медине вечно висит в воздухе между небом и землей. А вдруг там мощный горячий природный сверхпроводник? ) Проверить невозможно, доступа к гробнице Мухаммеда нет, саудовские богословы запрещают поклонение гробницам.

Если бы LK-99 оправдал ожидания, поезда МагЛев на магнитной подушке стали бы гораздо экономичнее и дешевле. Да и ГиперЛуп Илона Маска обрел бы второе дыхание.

Поезд МагЛев “CRRC 600” Китай. Скорость 620 км/час. Начало эксплуатации 2025 год

Для летающих автомобилей пришлось бы прокладывать сверхпроводящие контуры под дорогами, что маловероятно, но сверхпроводники могли бы окончательно зафиксировать победу электромобилей над двигателями внутреннего сгорания. Сверхпроводники могут работать как накопители энергии. Ток закачивается в сверхпроводящее кольцо, а потом оттуда забирается. Насколько я понимаю, подобное устройство вполне возможно.

Есть и другие применения: в МРТ, квантовых компьютерах.

В конце статьи авторы написали: «Мы верим, что наша работа станет историческим событием, которое откроет новую эру для человечества».

Оптимистично…

Ждём подтверждения открытия.

ЛИТЕРАТУРА:

1. “The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor” Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon

2. "Consideration for the development of room-temperature ambient-pressure superconductor (LK-99)" Sukbae Lee , Jihoon Kim , Sungyeon Im and 3 other persons | 2023, 33(2) | pp.61~70