دانشمندان ثابت کردند که LK-99 ابررسانای دمای اتاق نیست

پیش از آنکه به ادعای بحث‌برانگیز پژوهشگران کره‌ای بپردازیم، بهتر است در ابتدا کمی به عقب برگردیم. در سال ۱۹۱۱ فیزیکدان هلندی، هیک کامرلینگ اونز، شاهد افت مقاومت جیوه به صفر، هنگام سرد کردن آن تا دمای منفی ۲۶۹ درجه‌ی سانتی‌گراد (۴٫۲ صفر کلوین) بود. برای اولین بار در تاریخ، این کشف ثابت کرد که مواد می‌توانند خاصیت ابررسانایی داشته باشند. بعدها پژوهشگرها متوجه شدند، تعداد زیادی از فلزها و آلیاژ‌های دیگر در دماهای بسیار پایین به خاصیت ابررسانایی می‌رسند.

دانشمندان در سال ۱۹۸۶، دسته‌ای از مس اکسید را کشف کردند که در دمای بالاتر منفی ۱۹۶ درجه‌ی سانتی‌گراد (۷۷٫۲ کلوین) افت مقاومت مشابهی را از خود نشان می‌دهد. این مواد در دسته‌ی ابررساناهای «دمای بالا» قرار می‌گیرند، گرچه باز هم باید تا زیر نقطه‌ی انجماد سرد شوند. این کشف رقابت بر سر کشف ابررسانا در سطح گرم‌تر به‌ویژه دمای اتاق را افزایش داد.

ابتدای ماه جاری، گروهی از دانشمندان مرکز پژوهشی انرژی کوانتومی سئول واقع در کره‌ی جنوبی، نسخه‌ی پیش‌انتشار مقاله‌ای را منتشر کردند که مدعی شده بود ماده‌ای به نام LK-99 حتی در دماهای بالایی مثل ۴۰۰ کلوین (۱۲۷ درجه‌ی سانتی‌گراد) به خاصیت ابررسانایی می‌رسد. نام این ماده با الهام از سوکبا لی و جی هون کیم، پژوهشگران پروژه (LK-99) نامیده شد.

پژوهش اخیر آن‌قدر برجسته بود که دانشمندان مشتاق داوری آن شدند. به نقل از نیچر، پژوهشگرهای سراسر جهان شروع به بررسی LK-99 کردند؛ ماده‌ای کریستالی به رنگ بنفش (تصویر مقاله) که از مس، سرب، فسفر و اکسیژن تشکیل شده است. آن‌ها به‌سرعت متوجه شدند که نه‌تنها LK-99 خالص ابررسانا نیست، بلکه در اصل خاصیتی کاملاً برعکس دارد.

دانشمندان مؤسسه‌ی ماکس پلانک اشتوتگارت ۱۴ اوت گزارش دادند که برخلاف ادعای لی‌ و کیم درباره‌ی افت مقاومت LK-99 به ۰٫۰۲ تا ۰٫۰۰۲ اهم-سانتی‌متر، مقامت این ماده به میلیون‌ها اهم رسید. به بیان دیگر، این ماده یک عایق بی‌نقص است.

بااین‌حال، شواهد فوق این پرسش را به وجود آوردند که چگونه لی و کیم، خواص ابررسانایی LK-99 را پیدا کردند. آن‌ها اثر مایسنر یا به بیان دیگر شناور شدن بالای سطح آهنربا را در این ماده نشان دادند که یکی از ویژگی‌های بارز مواد ابررسانا به شمار می‌رود. خاصیت نیمه‌شناوری در ویدئوی منتشرشده از آزمایش، باعث طرح پرسش‌هایی از سویی پژوهشگرهای همتا شد. در این ویدئو می‌بینید که چگونه لبه‌ی قطعه‌ی LK-99 به آهنربا می‌چسبد.

وقتی ابررساناها به اندازه‌ی کافی سرد شوند، نه‌تنها بالای سطح آهنربا شناور می‌شوند بلکه می‌توانند در فضایی تقریبا بدون اصطکاک بچرخند، به‌طوری‌که اگر آهنربا را وارونه کنید، ماده‌ی به‌صورت شناور روی سطح باقی می‌ماند و با گرم شدن، این اثر هم به تدریج ناپدید می‌شود.

دریک وان گنپ، پژوهشگر سابق ماده چگال در دانشگاه هاروارد، گلوله‌ای از گرافیت فشرده با ذرات آهنی چسبیده به آن را ساخت تا دریابد آیا می‌تواند از طریق فرومغناطیس به اثر مشابه ماده‌ی ساخت پژوهشگران کره‌ای برسد یا نه. فرضیه‌ی او زمانی تأیید شد که ماده‌ی ساختگی‌اش رفتارهای مشابهی با LK-99 را در ویدئو نشان داد.

گروهی از پژوهشگرها یافته‌های گنیپ درباره‌ی نمونه‌های تولیدشده‌ی LK-99 در آزمایشگاه را تأیید کردند. در نتیجه مشخص شد که لی و کیم در واقع روی LK-99 خالص کار نکرده بودند و نمونه‌های ارائه‌شده در پژوهش دارای آثار سولفور بود. پراشانت جین، شیمیدان دانشگاه ایلینویز هم اشاره کرد که واکنش شیمیایی که لی و کیم برای ترکیب LK-99 به کار بردند به تولید ناخالصی سولفید مس انجامیده است.

ناخالصی سولفید مس برای ایجاد واکنش فرومغناطیس مشابه ویدئو کافی است. با این‌حال توجه جین همچنین به دمایی که لی و کیم برای ماده‌ی خود به دست آوردند، جلب شد. بر اساس توضیحات، آن‌ها به دمای ۱۰۴٫۸ درجه‌ی سانتی‌گراد رسیدند. این رقم آشنا در واقع دمای گذار فاز سولفید مس را نشان می‌دهد. در نتیجه، دیگر اعضای جامعه‌ی علمی هم به این توافق رسیدند که LK-99 قطعاً یک ابررسانا نیست.