Când oamenii de știință sud-coreeni au susținut un potențial salt în tehnologia supraconductoarelor, comunitatea științifică globală a fost pusă în evidență, oscilând între anticipare și scepticism, în timp ce cercetătorii din întreaga lume s-au grăbit să reproducă experimentele.

Supraconductorii ar putea revoluționa industrii, de la rețelele electrice până la calcul, făcându-le o frontieră critică în știința și tehnologia contemporană.

 Imaginează-ți un oraș aglomerat în timpul orelor de vârf. Vehiculele se deplasează, dar trebuie să se oprească pentru semnale de circulație și să încetinească din cauza aglomerației.

Acest lucru este similar cu modul în care curentul electric se comportă într-un conductor obișnuit, ca un fir de cupru. Se mișcă, dar se confruntă cu rezistență, ceea ce duce la pierderi de energie. Acum, imaginați-vă o autostradă deschisă, fără încetiniri. Este mai mult ca un supraconductor.

 Sunt materiale speciale care, în anumite condiții, permit curentului electric să circule liber, fără nicio rezistență, precum mașinile de pe o autostradă. Aceasta înseamnă că nu se irosește energie, ceea ce face ca supraconductorii să fie incredibil de eficienți.

 Dar există o provocare: acum, supraconductorii funcționează numai atunci când sunt răciți la temperaturi extrem de scăzute, ceea ce este atât costisitor, cât și incomod. Acesta este motivul pentru care oamenii de știință din întreaga lume caută să descopere supraconductori care funcționează la temperatura camerei.

 O astfel de descoperire ar revoluționa rețelele noastre electrice, tehnologia computerelor, sistemele de transport și multe altele.

„Super” succes?

 Comunitatea științifică și-a îndreptat rapid atenția către o lucrare a echipei sud-coreene, distribuită inițial pe platforma de pretipărire arXiv, care pretindea că a creat un material care atinge supraconductibilitate la presiuni ambientale.

 Dacă afirmațiile grupului rezistă unei verificări riguroase, această evoluție ar putea semnifica un progres major în tehnologia supraconductoarelor.

 Nadya Mason, un fizician al materiei condensate la Universitatea din Illinois, Urbana-Champaign, împărtășește optimismul ei prudent cu TRT World.

„Este prea devreme pentru a spune, dar totuși emoționant. Acesta este fie un supraconductor, fie un material destul de neobișnuit. Vestea grozavă este că sinteza materialului este simplă, așa că mulți oameni încearcă să confirme rezultatele”, spune ea.

Ali Bozbey, un expert în electronică supraconductivă de la Universitatea de Economie și Tehnologie TOBB din Ankara, reflectă optimismul prudent.

 „Deși supraconductibilitatea materiei nu este încă general acceptată, faptul că nu a fost clar dovedit contrariul timp de două săptămâni atât de grupurile experimentale, cât și de grupurile teoretice poate fi considerat un indicator important”, a spus el pentru TRT World.

Implicațiile unei astfel de descoperiri ar putea transforma fizica materiei condensate, deschizând posibil calea pentru inovații la fel de transformatoare precum vehiculele în levitație și sistemele electrice hipereficiente, anterior lucruri științifico-fantastice.

 După cum spune cercetătorul în știința materialelor Benazir Fazlioglu-Yalcin de la Universitatea Penn State: „Dacă am descoperi secretul supraconductibilității la temperatura camerei și am integra-o cu succes în țesătura vieții noastre de zi cu zi, ar reprezenta o descoperire demnă de un Premiu Nobel”.

 „Dincolo de aplicațiile sale practice, dezvăluirea misterului supraconductibilității ar scoate la lumină aspectele profunde ale fizicii, catalizând descoperiri ulterioare și declanșând soluții inovatoare la alte dileme științifice”, spune ea.

Îndoielile continuă

Lucrările care oferă detalii despre presupusa descoperire au fost postate pe serverul arXiv preprint pe 22 iulie și, potrivit multor fizicieni, nu aveau date cuprinzătoare la care ne-am putea aștepta de la o afirmație atât de semnificativă.

 În lucrarea lor, cercetătorii coreeni și-au anunțat cu îndrăzneală munca, spunând: „Pentru prima dată în lume, am reușit să sintetizăm supraconductorul la temperatura camerei”. Echipa a mai raportat că compusul lor, numit LK-99, a prezentat o capacitate de a respinge câmpurile magnetice, o caracteristică critică în concordanță cu supraconductorii.

În ciuda fastului asociat cu anunțul lor, comunitatea științifică mondială încearcă acum să valideze sau să dezminți aceste afirmații.

 Deși au apărut câteva semne preliminare care susțin unele dintre afirmații, validarea cuprinzătoare, care ar putea confirma sau infirma existența unui supraconductor la temperatura camerei, rămâne absentă.

Mason face lumină asupra rezultatelor variate ale încercărilor de a replica descoperirile, afirmând: „Câteva studii pretind că confirmă elemente ale lucrării (diamagnetism și o tranziție de rezistență), dar altele nu văd aceleași rezultate. Acest lucru nu este neobișnuit pentru materialele noi care trebuie purificate și au proprietăți ale materialelor mai bine controlate.”

 În prezent, funcționalitatea supraconductoarelor depinde de menținerea acestora la temperaturi extrem de scăzute, o condiție care se dovedește costisitoare și incomodă. Dacă oamenii de știință ar realiza fapta de a crea supraconductori la temperatura camerei, ar anunța o eră a rețelelor electrice mult mai eficiente și a cipurilor de computer.

Repercusiunile acestui concept revoluționar ar fi profunde atunci când sunt aplicate la cele mai puternice computere din lume, găzduind trilioane de mici întrerupătoare electronice numite tranzistori.

 Materialele supraconductoare ar putea accelera considerabil procesele precum calculele inteligenței artificiale, făcând sarcinile complexe mai ușor de gestionat.

 Andrew Cote, un inginer specializat în fizică aplicată, a apelat la X, fostul Twitter, pentru a specula asupra viitorului acestui potențial supraconductor. Cu condiția să fie confirmat statutul său de supraconductor, el estimează că valoarea de piață a acestui nou material ar putea fluctua între 1,5 și 4,5 trilioane de dolari, în funcție de capacitățile sale precise.

El a explicat că o astfel de descoperire ar putea aduce schimbări transformatoare într-o gamă largă de industrii, inclusiv hardware de telecomunicații, smartphone-uri, senzori electronici, sateliți, unități de procesare grafică (GPU), unități centrale de procesare (CPU), antene, transmisie și generare de energie , motoare electrice, transport feroviar de marfă și stocare de energie.

 Cu toate acestea, orice astfel de descoperire, dacă va fi realizată, va necesita timp, avertizează Bozbey. „Dacă vestea este adevărată și LK-99 este un material potrivit pentru uz industrial, ar fi o dezvoltare revoluționară, mai ales pentru sectorul energetic, dar vom începe să-i vedem efectele în 5-10 ani cel mai devreme”, a declarat acesta.

 Mason a subliniat că aplicarea potențială a acestei tehnologii ar permite utilizarea firelor supraconductoare pentru rețelele și dispozitivele electrice. „Acest lucru este crucial pentru reducerea risipei de energie, care contribuie la schimbările climatice și la pierderea resurselor.”

Cu toate acestea, în conformitate cu opiniile lui Bozbey, ea avertizează că „ar trebui să se întâmple multă inginerie a materialelor – sau chiar materiale noi descoperite – dar acest lucru deschide calea”.

 În afară de cronologia aplicațiilor practice, abordarea comunității științifice față de știrile despre supraconductibilitate își are rădăcinile în scepticismul prudent.

 Această ezitare provine în mare parte din încercările eșuate din trecut de a demonstra supraconductibilitatea la temperatura camerei.

 De exemplu, o declarație a unei progrese în supraconductibilitate de către o echipă condusă de fizicianul Ranga Dias de la Universitatea din Rochester în martie 2023 a provocat dezbateri considerabile.

În ciuda faptului că descoperirile lor au fost publicate în prestigioasa revista Nature, o lucrare anterioară aruncă o umbră de îndoială asupra meritului ultimei lor publicații.

 În 2020, grupul lui Dias a pretins cu îndrăzneală că este martor la supraconductibilitate într-o particule minusculă compusă din carbon, sulf și hidrogen. Această afirmație revoluționară a fost întâmpinată cu un scepticism imediat, deoarece alți cercetători au considerat că replicarea rezultatelor este un efort dificil.

 Cereri reconvenționale

Criticii au pus sub semnul întrebării metodologia studiului, etichetând-ul ambiguu și incomplet. Ei au contestat, de asemenea, măsurătorile asociate cu comportamentul magnetic al materiei, o caracteristică cheie a supraconductibilității. Pe fondul acestei controverse, Nature a retras lucrarea în septembrie 2022.

 Acest fundal de scepticism servește ca o reamintire clară a numeroaselor obstacole pe care trebuie să le depășească cercetarea în supraconductibilitate înainte ca orice pretinsă descoperire să poată fi acceptată ca un salt definitiv înainte.

 Două inițiative de cercetare diferite, una realizată la Laboratorul Național de Fizică din India din New Delhi și cealaltă la Universitatea Beihang din Beijing, au anunțat sinteza cu succes a LK-99. Cu toate acestea, niciunul dintre experimente nu a observat indicii de supraconductibilitate.

Cu toate acestea, ei au realizat această performanță nu la temperatura confortabilă a camerei, care a fost susținută în lucrarea originală de cercetare. Mai mult, cercetătorii au observat tranziția materiei în și din starea de rezistență zero sub influența unui câmp magnetic puternic - un alt comportament tipic al materialelor supraconductoare.

 Cu toate acestea, pentru ca comunitatea științifică să ajungă la un consens, sunt necesare dovezi suplimentare.

 Mason, de exemplu, afirmă că trebuie „să vadă datele reale ale documentelor de confirmare pentru a-și face o părere reală”.