Новости

Aug 18, 2023

🚀 Космический бизнес: сверхпроводимость

Является ли новый потенциально сверхпроводящий материал из Южной Кореи действительно новым сверхпроводящим материалом? Мы узнаем через неделю, по словам Майкла Нормана, физика и выдающегося

Является ли новый потенциально сверхпроводящий материал из Южной Кореи действительно новым сверхпроводящим материалом?

По словам Майкла Нормана, физика и выдающегося научного сотрудника Аргоннской национальной лаборатории, мы узнаем об этом через неделю. Примерно столько времени понадобится исследователям по всему миру, чтобы воспроизвести материал, получивший название LK-99 командой ученых, создавших его, и оценить, является ли он на самом деле сверхпроводником или просто обладает необычными магнитными способностями; пока мы говорим, над этим работает его собственная лаборатория.

Что делает эту особенно научную гонку более захватывающей, чем большинство других, так это то, что LK-99 основан на относительно дешевых и легкодоступных материалах-прекурсорах, и его можно синтезировать с помощью методов, доступных многим лабораториям и компаниям. Одной из первых американских организаций, создавших LK-99, вероятно, станет Varda Space Industries, стартап, создающий космический корабль, который будет автономно производить фармацевтические препараты на орбите.

Эндрю МакКалип, руководитель исследовательского отдела Varda, — инженер, давно интересующийся материаловедением. Когда он прочитал статьи, которые осветили мир физики, он понял, что большая часть оборудования, необходимого для создания LK-99, уже находилась в его лаборатории, поскольку Варда исследовал способы синтеза экзотических материалов на орбите.

«Обязательное PSA: я инженер, а не ученый-материаловед и уж точно не физик», — говорит Маккалип. «Мой опыт — создание вещей, прочно связанное с производством, принятие новой концепции и превращение ее в экономически жизнеспособную».

Он приступил к работе над проектом в нерабочее время и поделился своими усилиями в Твиттере под заголовком «Эффект Мейснера или крах».

Пауза для науки: эффект Мейснера — одна из уникальных особенностей сверхпроводящего материала — он вытесняет магнитные поля. Эти видеоролики, демонстрирующие крошечные кусочки LK-99, отталкиваемые обоими полюсами магнита, являются грубым способом доказать его потенциально сверхпроводимость. Когда материал является сверхпроводящим, электроны проходят через него практически без потерь энергии, в отличие от проводящих материалов, таких как медная проволока, которые теряют энергию из-за сопротивления. Сверхпроводимость возникает только при определенных условиях и на сегодняшний день при очень низких температурах. Мы используем сверхпроводники, чтобы делать некоторые интересные вещи, например, заглядывать внутрь людей с помощью МРТ и управлять поездами на магнитной подвеске, но их стоимость и чувствительность ограничивают широкое применение. Ажиотаж в Интернете идет полным ходом, потому что, если дешевые сверхпроводники смогут работать при температуре окружающей среды, возможны всевозможные крутые разработки, от квантовых вычислений до сверхэффективных батарей.

Вернёмся в лабораторию: МакКалип несколько дней усердно работал над синтезом материала. Сегодня он ожидает доставки партии фосфида меди из Польши, которая позволит ему завершить окончательную реакцию. Сегодня вечером он надеется вытащить образец материала из своей печи и проверить его магнетизм в прямом эфире. Он также планирует поделиться образцами материала с исследователями из Университета Южной Калифорнии и других учреждений, которые смогут точно оценить его свойства.

В мире ажиотажа в социальных сетях и научного сообщества, которое ранее уже пострадало от мошенничества, Маккалип находит мудрый баланс: он воодушевлен потенциалом этого материала, но осознает, что шансы на успех невелики. Теоретические оценки материала различаются: один анализ, проведенный ученым Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Шинейд Гриффин, предполагает, что материал действительно обладает интересными и, возможно, сверхпроводящими свойствами; Норман говорит, что теория, лежащая в основе материала, не кажется ему убедительной. Инструкция по синтезу ЛК-99 неполна и различается в разных статьях и патентах на материал. И всегда существует вероятность какой-либо ошибки в первоначальном исследовании или при составлении образца.

«Если это окажется успешным, очевидно, что шансы невелики, свойства вначале будут не очень хорошими, все улучшения будут сделаны в процессе обработки», — говорит МакКалип. Например, может быть сложно придать материалу форму проводов или других полезных конфигураций, но это своего рода научная загадка, ставшая инженерной задачей.