ЛК

Физик объясняет ЛК-99 и привлекательность «неопознанных сверхпроводящих объектов».

Это лето стало знаковым в мире «плавучей рок-драмы». Две недели назад в двух проектах статей, которые не прошли рецензирование, ученые из Южной Кореи заявили, что нашли сверхпроводник при комнатной температуре и давлении окружающей среды, и описали, как его сделать. Теоретически этот волшебный материал может произвести революцию в нашем мире. Он также левитирует. Предполагаемое открытие стало интернет-сенсацией. Исследователи и любители DIY бросились копировать; акции взлетели; интернет сплетничал. Но физики призывают к осторожности: предыдущие заявления о сверхпроводниках при комнатной температуре не оправдались. Пока попытки репликации не увенчались успехом. Все это превратилось в очень занудный цирк в социальных сетях.

Если вы, как и я, жили под камнем (а не над плавучим), возможно, вы не понимаете значения того, о чем здесь говорится. По сути, сверхпроводник — это тип материала с особым свойством: электрический ток проходит через него с нулевым сопротивлением, а это означает, что по пути не теряется энергия. Это чрезвычайно ценная особенность, поскольку сопротивление является причиной значительных потерь, когда электричество проходит по проводам от электростанций к электронике.

Сверхпроводники уже используются сегодня в определенных областях — например, в больничных аппаратах МРТ — но эти сверхпроводники необходимо хранить при чрезвычайно низких температурах. Главное требование нового материала — смеси свинца, кислорода, фосфора и меди, получившего название LK-99, — заключается в том, что он проводит электричество без сопротивления при комнатной температуре. Такой материал мог бы стать научным чудом, которое могло бы полностью изменить инфраструктуру и сэкономить неисчислимое количество энергии. Благодаря взаимодействию магнитных сил сверхпроводники также могут левитировать. Здесь также есть несколько весьма удивительных, хотя и теоретических, применений: что, если вместо движения по рельсам поезда будут плавать?

Делаемые научные заявления являются экстраординарными и вызывают множество сомнений и противоречий. Так что же тогда остается широкой публике и нашему пониманию физики, не говоря уже о плавучих камнях? Я встретился с Дугласом Нательсоном, профессором физики и астрономии в Университете Райса, чтобы обсудить плюсы и минусы вирусного распространения физики, его анализ новых статей и вопрос о том, обречены ли мы на еще большую драму с плавучими камнями в будущем.

Наш разговор был сокращен и отредактирован для ясности.

Кэролайн Мимбс Найс: Меня действительно интересуют более крупные темы: это научная история или история о технологиях? И то, и другое?

Дуглас Нательсон: Физика конденсированного состояния – физика материалов – это раздел физики, который на самом деле влияет на вашу повседневную жизнь больше, чем что-либо еще во всей физической дисциплине. И я думаю, что этому уделяется меньше внимания по сравнению с черными дырами, физикой элементарных частиц и так далее. Так что в каком-то смысле очень приятно видеть такой ажиотаж по поводу этой отрасли в этой области, потому что конденсированная материя действительно объясняет всю технологию, благодаря которой мы с вами можем разговаривать по телефону по всей стране. В более широком смысле это объясняет, почему вы прямо сейчас не падаете сквозь пол, почему твердые тела являются твердыми, а также такие вещи, как кипяток воды и принцип работы магнитов. Это действительно лежит в основе практически всего, что вас окружает.

Найс:Что на самом деле происходит на этой неделе?

Нательсон: Сверхпроводники пропускают электрические токи (постоянный ток) без сопротивления. Провода в тостере светятся, потому что по ним течет ток и они обладают сопротивлением, поэтому действуют как нагреватель. Если у вас сверхпроводник, сопротивление равно нулю. Оно не просто маленькое — оно равно нулю. Сверхпроводимость была открыта 112 лет назад при очень-очень низких температурах. Было бы очень интересно, если бы вы могли получить материалы, способные делать это при комнатной температуре. Сверхпроводники при комнатной температуре с нужными другими свойствами были бы очень полезны для электроники, производства электроэнергии, двигателей — всех видов технологий. Эти материалы также полностью исключают магнитное поле. Они могут левитировать, если их поместить рядом с магнитом. Технология, о которой говорили люди, — это, например, магнитная левитация для поездов, при которой поезд может плавать над рельсами, а не катиться на колесах по рельсам.