Odkrili material, ki bi lahko korenito spremenil svet?

meissnerjev efekt, superprevodnost, znanost ,fizika

PROFIMEDIA

Pred kratkim je svet obšla novica, da so južnokorejski znanstveniki odkrili material, ki bi korenito spremenil svet. Zdaj je skoraj jasno, da temu ni tako, s čimer se strinjajo tudi naši znanstveniki.

Konec julija in v začetku avgusta se je po internetu z raketno hitrostjo razširila vest o članku, objavljenem na spletnem portalu arXiv.org, ki je govoril o enem največjih tehnoloških prebojev v zgodovini človeštva. V članku so namreč južnokorejski znanstveniki poročali, da material, imenovan LK-99, pri sobnih temperaturah in tlaku omogoča superprevodnost – prenos električne energije brez upora oziroma brez izgub.

Kaj je superprevodnost in zakaj je pomembna?

Superprevodnost je pojav, pri katerem v snovi električni upor popolnoma izgine. Pojav so odkrili v začetku 20. stoletja, ko so znanstveniki tekmovali, kako doseči čim nižje temperature. Leta 1911 je skupina znanstvenikov iz Nizozemske ugotovila, da pri zelo nizkih temperaturah električni upor nenadoma pade in skoraj izgine. Pojav so imenovali “superprevodnost”, temperaturo, pri kateri se to zgodi, pa “temperatura preskoka”. Za to odkritje si je vodja skupine Heike Kamerlingh Onnes dve leti kasneje prislužil Nobelovo nagrado.

Kasneje so znanstveniki uspeli tudi razložiti pojav in sicer z dogajanjem na kvantnem (subatomskem) nivoju.

“Poleg osnovnih znanstvenih vprašanj (zakaj se tak kvatno-mehanski pojav v določeni snovi zgodi), pa je superpevodnost tudi tehnološko zelo zanimiva,” so nam pojasnili na Inštitutu Jožef Stefan. “Omogoča na primer učinkovitejši prenos in rabo električne energije, s tem pa močnejše magnete, nove, hitrejše računalnike in podobno.”

Superprevodnost so odkrili v mnogih snoveh predvsem v kovinah, kot sta kositer in aluminij in v kovinskih zlitinah, pa tudi v posebej obdelanih polprevodnikih in keramičnih zmeseh.

Problem superprevodnosti pa je, da je trenutno možna le pri zelo nizkih temperaturah, trenutno okoli -100 stopinj Celzija (168 K). Če bi našli ali izdelali material, ki bi brez izgub prevajal elektriko pri sobnih temperaturah, bi to pomenilo izredno tehnološko odkritje. Zato material, ki bi omogočal superprevodnost pri sobnih temperaturah popularno imenujejo tudi “sveti graal” fizikov.

Južnokorejska objava je sprožila navdušenje tudi pri nestrokovnjakih, ki so takoj začeli poročati o tem, da bo LK-99 omogočil revolucijo: zmogljivejše, kvantne računalnike, zmogljivejšo medicinsko tehnologijo, cenejšo elektriko, lebdeče vlake, skratka novo dobo človeštva – in seveda Nobelovo nagrado za izumitelje “čudežnega materiala”.

Po drugi strani pa je objava sprožila tudi precej dvoma, pretežno v znanstveni srenji, ki se je še poglobil, ko so se ponovitve poskusa lotile tudi druge raziskovalne skupine, ki pa so skoraj brez izjeme poročale, da jim južnokorejskega upeha ni uspelo ponoviti in da LK-99 ni obljubljeni “sveti graal” fizikov.

IJS: Superprevodnost na sobnih temperaturah ni nemogoča

O vsem kar se je dogajalo, smo povprašali tudi strokovnjake na Inštitutu Jožef Stefan, kjer se s superprevodnostjo ukvarja kar nekaj skupin.

Ali je vsaj teoretično mogoče doseči superprevodnost pri sobnih temperaturah? Kako blizu sploh smo, da bi to dosegli?

Zanesljiva, torej neodvisno potrjena ostaja za zdaj superprevodnost pri okoli minus 100 stopinj (168K) v kupratih, seriji spojin, ki jih je izumil Kalex Muller z IBM in Univerze v Zurichu, dolgoletni sodelavec in soavtor ter do smrti v 96. letu starosti častni član Instituta Jožef Stefan in dopisni član SAZU. Ta rezultat je znan že od prejšnjega stoletja. V zadnjih letih je bilo precej raziskav materialov pri ekstremno visokih tlakih in nekatere skupine so dejansko poročale o tem, da določene snovi pri ekstremnih tlakih postanejo superprevodne že pri sobni temperaturi. So pa ti tlaki tako ekstremno visoki, da je ponovljivost rezultatov v različnih laboratorijih zelo težka, hkrati pa tako ekstremni tlaki onemogočijo praktično uporabnost takih snovi. Novi superprevodniki tako niso ne potrjeni, pa tudi ne zelo uporabni. Kar pa ne pomeni, da je superprevodnost pri sobni temperaturi nemogoče doseči.

Se novice o tem, da so odkrili material, ki ima lastnosti superprevodnosti pri visokih temperaturah pogosto pojavljajo?

Ja, občasno se res pojavijo.

Je po vašem mnenju objava korejskih raziskovalcev v javnost prišla prehitro?

S superprevodniki se na IJS ukvarja kar nekaj skupin, od teorije do izdelave superprevodnih kubitov za kvantne računalnike in sinteze novih superprevodnikov. Je pa zanimanje za LK-99 na IJS zelo hitro upadlo, ko se je izkazalo, da gre verjetno za amatersko napako korejskih znanstvenikov. Naj spomnimo, da v resnici članek niti ni bil objavljen v recenzirani reviji, ampak zgolj na arxiv-u. To pomeni, da leži odgovornost izključno na strani avtorjev, saj vsebina ni šla skozi sito neodvisnih raziskovalcev.

Preverjanje rezultatov poskusov je v znanosti eden najpomembnejših principov. Kako v znanstvenem svetu sploh poteka preverjanje poskusov? Konkretno: poskus z domnevno levitacijo LK-99, ki naj bi dokazovala obstoj superprevodnosti, je poskusilo izvesti nekaj laboratorijev. Ali kdo te laboratorije izbere, ali gre za “ad hoc” preverjanje, v smislu “IJS se je je odločil preveriti trditve korejskih znanstvenikov”?

Ne, preverjanje poskusov ni regulirano, pač pa je prepuščeno znanstveni radovednosti posameznih skupin. Posamezne skupine se torej odločijo, ali je vredno ponoviti določene poskuse in ali lahko te poskuse tudi nadgradijo s svojimi lastnimi idejami.

Ali je tudi znanost danes žrtev “pritiska”, ki ga generirajo predvsem družbeni mediji – senzacionalizma, lažnih vesti, prevelikih pričakovanj?

Razlogov za nekatere napačne interpretacije rezultatov je lahko več, od nepoznavanja vseh dejstev, napak, ki se dogajajo pri delu v laboratorijih pa tudi zaradi kariernih pritiskov. Sistem znanosti z recenzentskim preverjanjem objav/rezultatov je urejen na način, da večino tovrstnih napak prej ali slej odkrije. Seveda pa se lahko kaka od časa do časa tudi “zmuzne skozi”.

Spremljajte N1 na družbenih omrežjih Facebook, Instagram in X.

Naložite si našo aplikacijo: na voljo za android in za iOS.