Когато южнокорейски учени обявиха възможен напредък в технологията на суперпроводниците, световната научна общност бе вълнувана от смесени чувства на очакване и скептицизъм, докато изследователи от цял свят се втурнаха да възпроизведат обнадеждаващите експерименти. Суперпроводниците имат потенциала да революционизират индустрии, вариращи от електрически мрежи до компютърни технологии, което ги прави критично важна граница в съвременната наука и технологии. Представете си оживен град по време на пиков час. Лекия трафик е в движение, но колите трябва да спрат за светофарите и да забавят темпото заради задръстванията. Това е подобно на поведението на електрическия ток в обикновен проводник, както е медния кабел. Токът се движи, но среща съпротивление, което води до загуба на енергия. Сега си представете открит магистрален път без забавяния. Това е много по-подобно на суперпроводник. Те са специални материали, които при определени условия позволяват на електрическия ток да тече свободно без никакво съпротивление, подобно на автомобилите на супермагистрала. Това означава, че няма загуба на енергия, което прави суперпроводниците изключително ефективни. Но има уловка: засега суперпроводниците работят само при изключително ниски температури, което е и скъпо, и неудобно. Затова учени от цял свят търсят суперпроводници, които функционират при стайна температура. Такова откритие би могло да революционизира нашите електрически мрежи, компютърни технологии, транспортни системи и много други.

Супер" успех?

Точно затова научната общност бързо обърна внимание на работа на южнокорейски екип, която първоначално беше споделена на платформа за предварителна публикация arXiv. Тази работа твърди, че е създадена материя, която достига свръхпроводимост при стайна температура. Ако твърденията на групата устоят на строга проверка, това може да означава значителен напредък в технологията на свръхпроводниците. Надя Мейсън, физик на кондензираната материя в Университета на Илинойс, Урбана-Шампейн, споделя с TRT World своята предпазлива оптимизъм. "Все още е рано да се каже, но въпреки това е вълнуващо. Това или е свръхпроводник, или доста необичайна материя. Страхотната новина е, че синтезата на материала е проста, така че много хора се опитват да потвърдят резултатите," казва тя. Али Бозбей, експерт по свръхпроводяща електроника от Университета за икономика и технологии TOBB в Анкара, отразява подобна предпазлива оптимизъм. "Въпреки че свръхпроводимостта на материята все още не е общоприета, фактът, че не е доказана в противен смисъл в продължение на две седмици от експерименталните и теоретичните групи, може да се счита за важен индикатор," каза той пред TRT World. Последиците от такова откритие могат да трансформират физиката на кондензираната материя, вероятно прокарвайки пътя за иновации, които биха могли да бъдат толкова преобразяващи, колкото летящи превозни средства и свръхефективни електрически системи, които преди представляваха само научна фантастика. Както казва изследователят на материалите Беназир Фазлиоглу-Ялчин от Университета на Пенсилвания: "Ако успеем да открием тайната на свръхпроводимостта при стайна температура и успешно я вмъкнем в ежедневието ни, това би представлявало пробив, достоен за Нобелова награда." "Освен практическите си приложения, разплитането на мистерията около свръхпроводимостта би осветило дълбоки аспекти на физиката, катализирайки нови открития и вдъхновявайки иновативни решения на други научни загадки," добавя тя.

Съмненията остават

Документите, предоставящи подробности за предполагаемото откритие, бяха публикувани на предварителния сървър arXiv на 22 юли и, според много физици, не съдържаха задълбочени данни, които бихме очаквали от такова значително твърдение. В своето изследване корейските учени смело обявиха своята работа, казвайки: „за първи път в света успяхме да синтезираме суперпроводник при стайна температура“. Екипът съобщи, че тяхното съединение, наречено LK-99, проявява способност да отблъсква магнитни полета, което е критично качество, което е в съответствие с характеристиките на суперпроводниците. Въпреки шумотевицата около обявлението им, научната общност в световен мащаб сега се опитва да валидира или да опровергае тези твърдения. Въпреки че няколко предварителни признаци подкрепят част от твърденията, липсва цялостна валидация, която да потвърди или отрече съществуването на суперпроводник при стайна температура. Мейсън осветява различните резултати от опитите за повторение на находките, казвайки: „Няколко изследвания твърдят, че потвърдиха елементи от статията (диамагнетизъм и преход на съпротивление), но други не постигат същите резултати. Това не е необичайно за нови материали, които трябва да се пречистят и да имат по-добре контролирани материални свойства.“ В момента функционалността на суперпроводниците зависи от поддържането им при изключително ниски температури, което е скъпо и неудобно. Ако учените успеят да създадат суперпроводници при стайна температура, това ще даде началото на ера на значително по-ефективни електрически мрежи и компютърни чипове. Последствията от тази революционна концепция ще бъдат дълбоки, когато се прилагат към най-мощните компютри в света, които съдържат трилиони малки електронни превключватели, наречени транзистори. Суперпроводниковите материали биха могли значително да ускорят процеси като изчисленията на изкуствения интелект, правейки сложни задачи по-управляеми. Андрю Коте, инженер, специализирал се в приложна физика, изрази мнението си в социалната мрежа X, бивш Twitter, относно бъдещето на този потенциален суперпроводник. При условие, че статусът му като суперпроводник бъде потвърден, той оценява, че пазарната стойност на този нов материал може да варира между удивителните 1.5 до 4.5 трилиона долара, в зависимост от точните му възможности. Той обясни, че такова откритие би могло да доведе до трансформиращи промени в широка гама от индустрии, включително телеком оборудване, смартфони, електронни сензори, спътници, графични процесори (GPU), централни процесори (CPU), антени, пренос и генериране на електрическа енергия, електрически двигатели, железопътен транспорт и съхранение на енергия. Обаче, всяко такова постижение, ако се реализира, ще изисква време, предупреждава Бозбей. „Ако новината е вярна и LK-99 е материал, подходящ за индустриална употреба, това би било революционно развитие, особено за енергийния сектор, но ще започнем да виждаме ефектите му след 5-10 години най-рано“, казва той. Мейсън подчерта, че потенциалното приложение на тази технология ще позволи използването на суперпроводникови жици за електрически мрежи и устройства. „Това е от съществено значение за намаляване на енергийните загуби, които допринасят за климатичните промени и загубата на ресурси.“ Все пак, в съответствие с вижданията на Бозбей, тя предупреждава, че „ще е необходимо много материално инженерство - или дори нови материали да бъдат открити - но това открива пътя.“ Освен времевата рамка за практическите приложения, подходът на научната общност към новините за суперпроводимостта е основан на предпазлив скептицизъм. Тази колебливост произлиза главно от предишни неуспешни опити за демонстриране на суперпроводимост при стайна температура. Например, обявяването на пробив в суперпроводимостта от екип, ръководен от физика Ранга Диас от Университета в Рочестър през март 2023 г., предизвика значителен дебат. Въпреки че техните открития бяха публикувани в престижното списание Nature, по-ранен документ поставя сянка на съмнение върху стойността на най-новата им публикация. През 2020 г. групата на Диас смело заяви, че е наблюдавала суперпроводимост в малка частица, съставена от въглерод, сяра и водород. Твърдението, което се оказа революционно, беше посрещнато със светкавичен скептицизъм, тъй като други изследователи установиха, че е трудно да се повторят резултатите.

Насрещни искове

Критиците поставиха под съмнение методологията на изследването, определяйки я като неясна и непълна. Те също оспориха измерванията, свързани с магнитното поведение на материала, който е ключова характеристика на суперпроводимостта. На фона на тази контроверзия, през септември 2022 година списание Nature в крайна сметка оттегли статията. Тази атмосфера на скептицизъм е рязко напомняне за многобройните пречки, които изследванията в областта на суперпроводимостта трябва да преодолеят, преди да се приеме какъвто и да е заявен пробив като окончателен напредък. Две различни изследователски инициативи, едната проведена в Националната физическа лаборатория на Индия в Ню Делхи, а другата в Университета Бейханг в Пекин, обявиха успешен синтез на LK-99. Въпреки това, нито един от експериментите не наблюдава индикации за суперпроводимост. Група учени от Катедрата по физика на Югоизточен университет в Нанкин, Китай, обаче съобщиха за наблюдение на нулева електрическа съпротива на LK-99 — отличителен белег на суперпроводимостта. Въпреки това, те постигнаха това не при комфортна стайна температура, каквато беше заявена в първоначалната научна статия. Освен това, изследователите наблюдаваха как материалът преминава в и извън състояние с нулева съпротива под въздействието на силно магнитно поле — още едно поведение, типично за суперпроводникови материали. Въпреки това, за научната общност да достигне консенсус, е необходимо допълнителни доказателства. Например, Мейсън заявява, че трябва да "види действителните данни от потвърдителните статии, за да направи реално мнение".