Drie Chinese onderzoekers beweren dat ze erin geslaagd zijn om het materiaal LK-99 te synthetiseren in een studie die is gepubliceerd op het preprint-platform arXiv. Hun monsters zijn echter helemaal niet veelbelovend.
In het nieuws: de publicatie van een nieuwe studie tempert het enthousiasme rond de veronderstelde supergeleiding van LK-99.
- Drie onderzoekers van de Universiteit van Beijing en de Academie van Wetenschappen van Beijing beweren dat ze “monsters hebben gesynthetiseerd” die vergelijkbaar zijn met LK-99, maar dat die niet in staat waren om het Meissner-effect of nulweerstand aan te tonen. Dit leidde de wetenschappers ertoe te concluderen dat hun monsters geen supergeleiding vertoonden.
- Sommige kleine fragmenten vertoonden wel een soort gedeeltelijke levitatie, zoals we de afgelopen dagen veel op sociale media hebben gezien, maar dit fenomeen zou verklaard kunnen worden door het ferromagnetisme van hun monsters.
- Betekent dit dat alle ophef rond LK-99 de prullenbak in kan? Nee. Net als bij het oorspronkelijke onderzoek van de Koreaanse onderzoekers, gaat het hier om academisch werk dat nog niet is beoordeeld door vakgenoten. Bovendien hebben de Chinese onderzoekers het over hun eigen monsters.
- Sommige andere monsters en replicaties vertoonden een soortgelijke gedeeltelijke levitatie of volledige levitatie, en de makers daarvan komen tot andere conclusies dan de Chinese onderzoekers. Een bepaald monster vertoonde wel supergeleiding, maar nog niet bij kamertemperatuur.
- Dit is echter duidelijk geen goed signaal. Wetenschappers rond heel de wereld blijven echter verder onderzoek uitvoeren, om aan te tonen dat we voor een energiekeerpunt, een revolutie, staan. Tot op heden heeft geen van deze pogingen de supergeleiding op kamertemperatuur van LK-99 aangetoond, terwijl de zuiverheid van de monsters steeds verfijnder wordt.
- Het enthousiasme in de wetenschappelijke gemeenschap heeft een flinke knauw gekregen. Er worden steeds meer twijfels geuit, zelfs door degenen die aanvankelijk zeer enthousiast waren, zoals Andrew Cote of Alex Kaplan, twee fysici die de ontwikkelingen rond LK-99 nauwlettend volgen.
Wat is LK-99?
Waar gaat dit over? Ten minste twee Koreaanse onderzoekers (er is al onenigheid over de ontdekking) beweerden dat ze een supergeleidend materiaal hadden gecreëerd dat werkt bij kamertemperatuur, dat ze LK-99 hebben genoemd. Hun studie is verspreid als preprint, wat betekent dat het nog niet is gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift en dus nog niet is beoordeeld door vakgenoten, maar hun vondst is zeer veelbelovend en heeft grote opwinding veroorzaakt in de wereldwijde wetenschappelijke gemeenschap. LK-99 is het resultaat van 20 jaar onderzoek aan het Centrum voor Kwantum Nanowetenschappen in Seoul.
Wat is een supergeleider? Supergeleiding heeft betrekking op materialen die geen elektrische weerstand bieden, wat betekent dat er geen energieverlies is. Dergelijke materialen bestaan al, maar hun supergeleiding treedt op bij zeer lage temperaturen, dicht bij het absolute nulpunt (-273,15 graden Celsius). Er zijn nu tientallen van zulke materialen bekend, met verschillende supergeleidende temperaturen. De revolutie zou zijn dat LK-99 een supergeleidend materiaal zou zijn bij kamertemperatuur, wat een gemakkelijke en vooral rendabele implementatie mogelijk zou maken. LK-99 is gebaseerd op een wijziging van de structuur van lood en apatiet. Binnenin het lood hebben de onderzoekers een klein deel vervangen door koperionen. Dit creëert “supergeleidende kwantumputjes” in LK-99. Het doel is nu om dit materiaal te reproduceren terwijl wordt aangetoond dat het de eigenschappen van een supergeleider bij kamertemperatuur bezit.
Hoe herkent men het? Men moet letten op het Meissner-effect, een fenomeen waarbij elk magnetisch veld uit een supergeleider wordt verdreven, wat resulteert in een soort levitatie van het materiaal ten opzichte van een magneet. Er is echter een valkuil. Sommige zogenaamde “diamagnetische” materialen kunnen leviteren zonder supergeleiders te zijn, zoals water, en zelfs levende wezens zoals kikkers. Het verschil is dat er een enorm magnetisch veld nodig is om een paar druppels water te laten leviteren. Een supergeleider kan leviteren met een eenvoudige magneet.
Waarom zou dit een echte revolutie zijn? Over het algemeen wordt aangenomen dat het transport van elektriciteit in hoogspanningskabels leidt tot een energieverlies van ongeveer 10 tot 20 procent. Met een materiaal dat geen elektrische weerstand biedt en gemakkelijk reproduceerbaar is, zouden aanzienlijke energiebesparingen kunnen worden gerealiseerd. Andere toepassingen in kwantumcomputers, batterijen, magnetische zweeftreinen of zelfs kernfusie zijn mogelijk en zouden de wereld zoals we die kennen grondig kunnen veranderen. (as/ns)
