Sciencemag.cz
Doporučujeme
LK-99 je materiál, který v posledních dnech vzbudil vlnu zájmu. Chemicky jde o značně složitou sloučeninu (dá-li se tomu tak vůbec říkat) se vzorcem Pb9Cu(PO4)6O. Korejští vědci ve studii publikované ovšem zatím jen na arXiv uvedli, že LK-99 má být supravodivý nejen za pokojové teploty (a dokonce ještě vyšší, až při 127 °C), ale současně i za atmosférického tlaku. Dosud převládala spíše skepse.
Ke studii je relativně vstřícný článek z Vienna University of Technology (publikovaný zatím opět na arXiv). Co se v něm tvrdí?
Vědci nyní tento materiál analyzovali pomocí počítačových simulací. Vypočítané stavy elektronů jsou pro supravodivost skutečně velmi příznivé. To samozřejmě ještě není žádný důkaz supravodivosti, ale znamená to další důvod, proč novému materiálu věnovat vážnou pozornost.
Liang Si z Northwestern University Xi’an a Karsten Held z Vienna University of Technology uvádějí, že na základě teorie funkcionálu hustoty (density functional theory, DFT) dokázali odvodit pásmovou strukturu materiálu. Materiál v čisté podobě by měl být Mottovým izolantem, tj. v jisté ohledu opakem supravodiče – neměl by vést žádný proud. V experimentu byla podle nich proto nejspíš použita nějaká verze s nečistotami/dopanty; a ta může mít právě opačné vlastnosti (poznámka: v minulých případech se z izolantů stávaly např. topologické supravodiče). To má potvrzovat i další výzkumná skupina z Pekingu, která při prvních experimentech dospěla k závěru, že LK-99 je paramagnetický izolant. Opět tedy: případná supravodivost vyžaduje materiál nějak dopovat. Stále tu není žádný důkaz, že pak jde o vysokoteplotní supravodič, ale naděje zde je.
Jedním z hlavních argumentů ve prospěch toho, že LK-99 je supravodič, je videozáznam ukazující LK-99 vznášející se nad magnetem. Tyto experimenty byly od té doby potvrzeny dalšími skupinami. Zazněla však i kritika, že by se mohlo jednat o jiný efekt – existují přece různé formy magnetismu. Diamagnetické materiály jsou magnetem odpuzovány.
„Lze si tedy představit, že LK-99, pokud by byl zavěšen nad magnetem, by mohl být také obyčejným diamagnetem. I na to bylo v posledních dnech opakovaně vysloveno podezření,“ říká K. Held. On sám to však nyní podle teoretických výpočtů považuje za méně pravděpodobné. Z jejich výpočtů i experimentů provedený v Pekingu vyplývá, že by materiál měl být paramagnetický izolant. Levitace by pak odpovídala opravdu spíše přechodu do supravodivého stavu.
„Stále existují velmi dobré důvody ke skepsi,“ shrnuje K. říká Held. „V tuto chvíli bych nevsadil své peníze na to, že se skutečně jedná o vysokoteplotní supravodič – přinejmenším ne s kurzem 1:1.“ Nicméně materiál si rozhodně zaslouží bližší pozornost.
Liang Si et al, Electronic structure of the putative room-temperature superconductor Pb9Cu(PO4)6O, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2308.00676
Zdroj: Vienna University of Technology / Phys.org, přeloženo/zkráceno
Původní práce:
Sukbae Lee et al, The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2307.12008
Sukbae Lee et al, Superconductor Pb10-xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2307.12037
Video s levitací:
https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n
(Zde za povšimnutí stojí, že „kamínek“ se vznáší částečně, snad materiál tedy není stejnorodý?)
Krystalová struktura LK-99 neboli Pb9Cu(PO4)6O: (a) jedna jednotková buňka při pohledu zboku; (b) čtyři jednotkové buňky a okolní atomy při pohledu shora. Existuje určitá nejistota ohledně polohy jednoho atomu kyslíku a ohledně toho, na kterém místě je namísto olova měď. Kredit: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2308.00676
No pak by mě tedy zajímalo, proč se diamagnetické materiály nepoužívají pro nadnášení vlaků a pro urychlování v magnetických dělech.
https://www.nature.com/articles/d41586-023-02585-7