Сверхпроводник LK-99: все, что известно к этому часу
Недавно СМИ всего мира взорвали новости о появлении материала, демонстрирующего свойства сверхпроводимости при комнатной температуре и обычном атмосферном давлении. Да, подобная сверхпроводимость действительно была бы крайне полезной для мировой экономики, позволяя передавать электричество фактически без потерь на сопротивление (отметим, впрочем, что нулевое сопротивление в сверхпроводнике — только для постоянного тока, для переменного оно присутствует и растет с ростом частоты поля). О пользе для развития электромобилей нечего и говорить. Впрочем, и стоимость таких проводов была бы заметно — мягко скажем — отличной от цены обычной меди.
После первых сообщений об LK-99 исследователи из других университетов попытались повторить опыты южнокорейцев, результаты смешанные.
Внешне LK-99 – черно-серая субстанция, с поликристаллической гексагональной структурой, химически состоящая из свинца, минерала апатита и меди. Формула у LK-99 следующая CuO25P6Pb9, причем примерно 25% ионов свинца замещены в этом веществе ионами меди. Это высокотемпературный сверхпроводник, температура, при котором он теряет сопротивление, составляет 127 градусов по Цельсию (400 по Кельвину).
Вплоть до текущего момента наиболее перспективными с точки зрения сверхпроводимости при комнатной температуре являлись керамические купраты (оксиды меди). Так, сотрудники IBM в 1986 году получили за открытие подобных сверхпроводников Нобелевскую премию. В 1987 году в Алабамском и Хьюстонском университетах был открыт сверхпроводник YBCO (оксид иттрия-бария-меди), с критической температурой 92К (напомним, граница между высокотемпературными и низкотемпературными полупроводниками лежит на границе 77 градусов по Кельвину, по температуре кипения жидкого азота). В 2015 году было достигнуто рекордное значение критической температуры (критическая температура — максимальная температура, при которой сверхпроводимость исчезает) в 203 градусов по Кельвину для соединения серы и водорода CSHx, но давление там нужно было в 1,5 млн атмосфер. В 2018 рекорд высокотемпературной сверхпроводимости был побит в очередной раз: супергидрид лантана LaH10 под давлением в 1,7 млн атмосфер стал проявлять признаки сверхпроводимости при температуре −13 градусов по Цельсию (260 К).
И вот — прорыв. Сверхпроводник LK-99 проявляет себя как сверхпроводник при температуре 127 градусов по Цельсию (400 по Кельвину), и обычном атмосферном явлении. Впрочем, это открытие еще предстоит проверить и подтвердить.
К настоящему моменту попытки повторить результаты южнокорейцев показывают смешанные итоги. В Китае в Хуачжунском университете науки и технологий (Huazhong University of Science and Technology) добились диамагнитной левитации образца со второй попытки, что является позитивным знаком. Еще в одном китайском университете заявили, что полученный образец проявил свойства сверхпроводимости при температуре в 110 градусов по Кельвину (-163 градуса по Цельсию) что весьма далеко от комнатной температуры. В настоящее время результаты пытаются повторить 11 университетов по всему миру.