Южнокорейският учен Ен Ван Квон и двама негови колеги качиха на сървъра за препринти arXiv.org статия, която започва с: “За първи път в света успяхме да получим свръхпроводник при стайна температура (-127 градуса), работещ при нормално налягане.”
Ако това се окаже вярно, във физиката се е случило главното събитие на века: открит е материал, който има нулево електрическо съпротивление в нормални условия, при които дори може да се живее. Благодарение на подобно откритие човечеството го очаква бурен прогрес в енергетиката, транспорта, медицината и други отрасли.

Ефектът на свръхпроводимостта е известен още от 1911 г. малко след откриването на течния хелий (1908 г.). Нидерландският учен Хайке Камерлинг-Онес от университета в Лайден, докато изследва зависимостта на проводимостта на живака от температурата, открива, че при по-малко от 4,15 градуса по Келвин (около минус 269 по Целзий) съпротивлението пада до нула. Последвалите му опити доказват, че при ниски температури в състояние на свръхпроводимост изпада не само живакът, но и други проводници.

Свръхпроводимостта е микроскопично проявление на квантовите ефекти. Как и защо се появява, все още няма изчерпателен отговор. Съществуващата теория обяснява само поведението на проводниците при ниска температура, сравнима с тази от експериментите с живака. Но отдавна съществуват материали, като някои съединения на медта, губещи съпротивление при условия, които не може да се обяснят. Такива свръхпроводници се наричат високотемпературни и тяхното поведение от гледна точка на съпротивлението на тока така и не може напълно да се обясни.
Разбира се, от битова гледна точка е трудно да се нарече висока температура от минус 196 по Целзий, но тя се счита за условната граница между ниско- и високотемпературната свръхпроводимост. Самото съществуване на тези материали и отсъствието на теоретическите ограничения на възможното им подобряване, дава надеждата, че ще бъдат създадени още по-високотемпературни свръхпроводници - такива, които ще запазват свойствата си, без да има нужда от охлаждане, при стайна температура и дори при по-висока.

Нобеловият лауреат Виталий Гинзбург включи търсенето на свръхпроводимост при стайна температура в списъка на най-важните проблеми за физиката през XXI век. На второ място след управляемия термоядрен синтез. Заради това някои наричат това Светия Граал на физиката.

На първо място, ако бъде открита такава свръхпроводимост, печели енергетиката. В момента

по трасето от производителя

до потребителя в кабелите

се губят от 8 до 15%

от енергията
Тези загуби са толкова съществени, че в някои условия е икономически ефективно да се охлаждат проводниците с течен азот. Днес най-дългите линии от свръхпроводими кабели със съответната система на охлаждане не са по-дълги от 1,5 - 2,5 километра. Това е доста скъпо удоволствие, защото е нужна сложна криогенна система. През 2016 година цената на километър от такъв проводник в зависимост от технологията се оценяваше на 2 милиона долара на гигават.

Свръхпроводниците са важни и за създателите на квантовите компютри. Най-простите и технологични кубити, които се използват в тях, се основават на квантовия ефект на Джозефсън в свръхпроводниците. Заради това и на тях им е необходимо криогенно охлаждане и това е една от причините, които забавят до момента тяхното развитие.

Още по-потребна е свръхпроводимостта на създателите на свръхмощни магнити - за магнитнорезонансни томографи, ускротели на частици, влакове на магнитна възглавница (маглев), както и на строителите на бъдещите термоядрени реактори - токамак и стелатор, защото свръхпроводящите намотки ще оситуряват нужната сила на тока, без да се разтапят. Във всички тези устройства се използва сложна и скъпа система за охлаждане с течен хелий, която е изключително енергоемка и е източник на потенциални проблеми.

В частност Големият адронен колайдер бе спрян за близо година през есента на 2008 г. заради бракувани контакти, които са извели част от кабелите от свръхпроводимото им състояние, което от своя страна доведе до скъсване на тръбопровода с течен хелий.
Появата на материали, които могат да преминават в свръхпроводимо състояние без система за охлаждане, означава революция не само в енергетиката, но и в транспорта и медицината. Но единствено при условие, че новият материал ще бъде

достатъчно технологичен,

за да може да бъде

по-евтин от сегашните

Защото точно цената може да бъде решаваща. Стойността на метър кабел от високотемпературен свръхпроводник е около 300-400 долара при 5-20 долара за меден или алуминиев.

“Възможността за практическа употреба на свръхпроводниците се определя не само от температурата на свръхпроводния преход, но и от механичните свойства, химическата стабилност и много-много други неща. Така дори в този случай потвърждаването на резултатите от тези опити и тяхното приложение в практиката трябва да се обсъждат отделно”, твърди професор Михаил Кацнелсон от университета “Радбауд”.

За откриването на свърхпроводимост при стайна температура вече е съобщавано. Но така и не е било потвърдено.

В началото на 2000 година се разрази скандал около германския физик Ян Хендрик Шон. Той обяви, че е открил свръхпроводимост във въглеродни съединения при 117 градуса по Келвин. Резултатите му не бяха потвърдени и над 20 негови статии в престижни списания бяха изтрити от сайтовете.

Преди около десет години бяха открити материали, които преминават при свръхпроводимост при температури, близки до нулата по Целзий. Групата бе под ръководството на Михаил Еремец от института “Макс Планк”. През 2015 г. тя откри, че простият сероводород остава свръхпроводим до температура от 203 градуса по Келвин, което е минус 70 по Целзий. Проблемът е, че това се случва при свръхналягане от 90 гигапаскала, или 900 000 атмосфери.

Други учени интензивно изучават свръхпродимостта в хидридите, съединения на водорода, защото и те проявяват свойства в определени условия. Така групата на Еремец откри през 2019 г., че латанът (LaH10) става свръхпроводим при 250 градуса по Келвин (минус 23 по Целзий) и налягане от 1,7 милиона атмосфери.

И тук избухват скандали. Група под ръководството на Ранги Диас през 2020 г. обяви, че е фиксирала свръхпроводимост в смес от сероводороди, метан и водород при температура от 15 градуса по Целзий и налягане от 2,67 милиона атмосфери. Или практически постигна свръхпроводимост при стайна температура. Теоретиците обаче оспориха резултатите, а

нито един експериментален

физик не успя да потвърди

резултата

Статията бе изтрита.

През март тази година Диас и неговите колеги заявиха, че са открили свръхпроводимост в друго съединение - легиран азотен хидрит на лютеция. При температура от 21 градуса и с нищожното налягане от 10 000 атмосфери. Но предният му гаф е запомнен. В момента той е обвинен отново в манипулация на данни.

Съставът и технологията за получаване на материала, който се явява свръхпроводим LK-99, бе патентован от групата на Ен Ван Квон в Корея още през август 2021 г. Той се явява

оловен фосват с примеси

на мед и структурно е

подобен на минерала апатит

В края на април статията с теорическото описание на първите резултати бе публикувана на корейски в Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology и на 22 юли материалът със сензационното заглавие бе качен на arXiv.org. Заедно с него се появи още един препринт, посветен на експерименталното потвърждение на свръхпроводимостта в образеца: тя е практическа демонстрация на ефекта на Майснер - левитация на свърхроводника в магнитно поле.
Препринтът не е обява за откритие. За да бъде, е необходима публикация в рецензионно списание. Въпреки че никой не може да пренебрегне подобна публикация, триумфът е още далеч. Михаил Кацнелсон напомня, че физическите закони не забраняват свръхпроводимост при стайна температура и твърденията на корейските учени не могат да бъдат третирани като научни псевдосензации като например “откритието” на свръхсветлинното неутрино. Но трябва да се изчакат резултатите от експериментите.
Специалистите в областта на свръхпроводимостта имат доста въпроси към самия препринт. В частност Владимир Пудаков, Кирил Перваков и Андрей Садаков от Центъра за изследване на свръхпроводимостта “Гинзбург” смятат, че схемата на реакцията на синтеза на веществото, която е показана,

нарушава закона за запазване

на масата и заряда

Това може би е грешка от бързането при оформлението на статията, но не е и единственият проблем.

“Най-важното е, че няма пряко доказателство за свръхпроводимост. Трябва да се отбележи, че ефектната демонстрация на левитиращо над магнит парче материал само демонстрира неговия силен диамагнетизъм и малка плътност”, отбелязват специалистите.

“Дори да не се докаже някаква свръхпроводимост в апатита, появата на такъв силен диамагнетизъм и метална проводимост представляват научен интерес”, допълват те.

Вече започна проверката на данните на Ен Ван Квон и колегите му. С това са се заели Арагонската национална лаборатория на САЩ и националната лаборатория за ускорители SLAC в Стенфорд. Според учените в националната лаборатория “Лоурънс” в Бъркли те са успели да моделират свойствата на LK-99 и са открили, че

може да има свръхпроводимост

при домашна температура,

но веществото е екстремално

сложно за получаване

С модела на свойствата на материала са се заели и учени от китайския град Шенян.
По данни на Арагонската лаборатория там вече са си направили образец на LK-99, но дори да е вярна информацията, на учените ще им трябва доста време да проверят параметрите и доказателствата за свръхпроводимостта.

Вече се появиха нови препринти, които твърдят, че корейците са сбъркали.

В експерименталната проверка на корейците се включиха и много любители. LK-99 се прави не само в лаборатории, но и в кухнята. И разбира се, всичко се пуска в социалните мрежи. Дори един от абонатите на туитър обяви, че е постигнал пълен успех. С помощта на корда.

В това време букмейкърите започнаха да приемат залози за успех. И според намаляващия коефициент шансовете за успех постепенно нарастват.

Самите автори на сензацията са повече от уверени в резултата. Както се отбелязва в социалните мрежи, статията е подписана точно от трима автори - максимумът за разделяне на Нобеловата награда.