- İki rXiv ön baskısı LK-99’un “oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında süperiletken” olduğunu iddia ediyor; kritik sıcaklık suyun kaynama noktasından yüksek, 127°C olarak sunuluyor
- Sentez yöntemi, lanarkite ile Cu3P’yi 1:1 oranında karıştırıp vakumlu kuvars tüpte 925°C’ye ısıtmaya dayanıyor; bu nedenle birçok katı malzeme laboratuvarı hızla tekrarlama denemesi yapabilir
- Kanıt olarak X-ışını kırınımı, EPR, Meissner etkisi, kritik sıcaklıkta dirençte ani değişim ve sıcaklık ile manyetik alana göre I-V grafikleri sunuluyor; yeniden üretilebilirlik değerlendirmede kilit nokta
- LK-99 şu anda polikristal bir malzeme ve yüksek sıcaklıktaki süperiletken durumda büyük akımlar taşıyamayabilir; bu yüzden endüstriyel uygulama potansiyeli hâlâ belirsiz
- Sonuçlar doğruysa kuantum kuyusu tabanlı malzeme arayışı hızlanabilir ve elektrik gücü, mıknatıslar, elektrik motorları gibi alanlarda büyük etki yaratabilir; ancak doğrulanana kadar başarısızlık olasılığı da sürüyor
LK-99’un oda sıcaklığı ve atmosfer basıncında süperiletkenlik iddiası
- İki rXiv ön baskısı yayımlandı; bunlardan biri “The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor” başlığıyla oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında süperiletken iddiasında bulunuyor
- Aynı ekibin yeni bir makalesi de Kore’deki bir akademik dergide yer aldı ve daha fazla veri içeriyor gibi görünüyor
- Yazarlar, iç görüş ayrılıklarından bağımsız olarak iddia ettikleri oda sıcaklığı süperiletkenini gerçekten elde ettikleri yönündeki tutumlarını koruyor
- Birden fazla laboratuvar tekrarlama deneyleri yürütüyor; “3 yazarlı ön baskı”nın geri çekilme olasılığı var, “6 yazarlı ön baskı” ise dergi hakem değerlendirmesine sunulacak makale olarak revize ediliyor
Malzeme yapısı ve sentez süreci
- LK-99, kurşun bazlı bakır katkılı bir malzeme; bileşimi Pb10-xCux(PO4)6O olarak veriliyor
- Sentez, kurşun oksit ve kurşun sülfatla iyi bilinen bir mineral olan lanarkite, Pb2(SO4)O hazırlama aşamasıyla başlıyor
- Ayrı olarak elementel bakır ve fosfordan copper phosphide, Cu3P yeniden hazırlanıyor
- İki malzeme 1:1 oranında öğütülüp karıştırılıyor, ardından vakumla boşaltılmış kuvars tüpe kapatılıp 925°C’ye ısıtılarak koyu renkli polikristal bir malzeme olan LK-99 üretiliyor
- Yapı, iyi bilinen bir fosfat minerali olan apatite ile çok benzer; ancak kafes içindeki belirli kurşun atomlarının bakırla yer değiştirmesi kristalografik birim hücreyi biraz küçültüyor
Önerilen süperiletkenlik mekanizması ve deneysel kanıtlar
- Yazarlar, deforme olmuş ve gerilim altındaki yapının belirli kurşun atomları ile fosfat grubu oksijeni arasında çok sayıda kuantum kuyusu oluşturduğunu ve fiilen iki boyutlu bir elektron gazı meydana getirdiğini düşünüyor
- Önerilen mekanizma, elektronların 3,7–6,5Å aralıklarla ayrılmış kuantum kuyuları arasında tünellemesiyle süperiletkenliğin ortaya çıktığını söylüyor
- Bu hipotezi desteklemek için X-ışını kırınımı, EPR gibi çeşitli veriler yer alıyor
- Süperiletken olması durumunda doğrulanması gereken olgular da birlikte sunuluyor
- Meissner etkisi: manyetik alanın dışlanması
- Kritik sıcaklıkta dirençte keskin değişim
- Farklı sıcaklıklar ve manyetik alan şiddetlerinde akım-gerilim, yani I-V grafikleri
- Bu veriler yeniden üretilebilirse LK-99’un süperiletkenliğinden şüphe etmek zorlaşır
Neden hızla netleşebilir?
- LK-99 sentez süreci görece doğrudan olduğu için dünyadaki katı malzeme laboratuvarları hızlıca tekrarlama denemeleri yapabilir
- Sürecin kendisi takip etmesi nispeten kolay olduğundan ilk numunelerin kuvars kaplardan yakında çıkabilecek düzeyde olduğu söylenebilir
- Şimdiye kadarki benzer süperiletken iddiaları ayrıntılı incelemelerde çöktü; Rochester süperiletken araştırma grubunun makalesi de veri manipülasyonu şüpheleri nedeniyle ek bir geri çekilmeyle karşı karşıya
- Önceki örneklerde üretim ve değerlendirme için çok özel ekipmanlar gerekiyordu; bu rapor ise ya hızla çökecek ya da hızla kanıtlanabilecek türden
- 1987’deki süperiletken keşfi örneğinde olduğu gibi kısa sürede doğrulama aşamasına girilebilir
Endüstriyel sınırlamalar ve olası etkiler
- LK-99’un kendisinin büyük ölçekli bir endüstriyel malzemeye dönüşüp dönüşmeyeceği belirsiz
- Özellik verilerine göre LK-99, yüksek sıcaklıktaki süperiletken durumda fazla akım taşıyamıyor; bu, birçok uygulama için temel bir özellik
- Diğer süperiletkenlerde de genel olarak sıcaklık kritik sıcaklığa yaklaştıkça akım yoğunluğunun düşme eğilimi görülür
- Sentezlenen LK-99 polikristal bir malzeme ve farklı kristal bölgeleri arasındaki bağlantılar akım yoğunluğu üzerinde büyük etki yaratabilir
- Kuantum kuyusu süperiletkenleri gerçekten bu şekilde çalışıyorsa, daha hassas sentez ve üretimle akım yoğunluğunun artırılıp artırılamayacağına yönelik büyük ölçekli araştırmalar yoğunlaşabilir
- Sonuçlar yeniden üretilebilirse, yalnızca “böyle bir malzemenin var olabileceği” gerçeği bile büyük bir dönüm noktası olur
- Yüksek akım yoğunluklu, dayanıklı oda sıcaklığı süperiletkenleri mümkün hâle gelirse elektrik üretimi ve iletimi, antenler, enerji depolama, mıknatıs uygulamaları, füzyon santralleri, elektrik motorları gibi elektrikle çalışan neredeyse her alan etkilenebilir
- Mevcut LK-99 böyle nihai bir malzeme olmayabilir ya da henüz olmayabilir; hiçbir şey olmama ihtimali de hâlâ mevcut
1 yorum
Hacker News yorumları
Orijinal makaleyi çok faydalı biçimde özetlemiş
Yazarlar, deformasyon/gerilim yapısının belirli kurşun atomları ile komşu fosfat grubu oksijenleri arasında çok sayıda kuantum kuyusu oluşturduğunu ve fiilen 2 boyutlu bir elektron gazı meydana getirdiğini düşünüyor
3,7~6,5 Å aralıklı kuantum kuyuları arasındaki elektron tünellemesinin süperiletkenlik mekanizması olduğunu öne sürüyorlar
Bu öneriyi değerlendirecek kadar katı hâl fiziği uzmanı değilim, ancak deneyle doğrulanabilecek ayrıntılı bir mekanizma sunmaları ve X-ışını kırınımı, EPR gibi verileri de epey eklemeleri iyi
Meissner etkisi, kritik sıcaklıkta dirençte keskin değişim, sıcaklık/manyetik alana göre akım-gerilim eğrileri gibi bir süperiletkenin göstermesi gereken davranışları da sunuyorlar
Bu veriler tekrarlanırsa, bu malzemenin süperiletkenliğinden şüphe etmek zor görünür
Neden süperiletken olduğunu kanıtlamaktansa, süperiletken olduğu gerçeğini kanıtlamak çok daha kolay ve daha önemli
Yine de oda sıcaklığında süperiletkenlik için işleyen bir teori kurmak da büyük olasılıkla Nobel’lik olduğundan, teorik fizikçiler de şu sıralar tahtaların başına koşuyor olmalı
Bir miktar katı hâl fiziği çalışmış biri olarak açıklamada elektron çifti oluşum mekanizmasının yer almasını beklerdim
Basit kuantum kuyuları arası tünelleme, 80’ler ve 90’lardaki “metamalzeme” döneminden beri yaygın bir konuydu
Yine de ölçüm eğrileri yalan söylemez; ben de alanı sürekli takip edemedim, bu yüzden açık fikirle dinlemek isterim. Süperiletken devrimin gerçekten gelmesini umuyorum
Daha da iyisi, bu çok büyük bir iddia olduğu için bilimde epistemolojinin nasıl işlediğini, özellikle de tekrarlanabilirliğin ne anlama geldiğini gösterecek bir örnek olacak
Bir gün devasa soğutma olmadan yarı iletken çiplerin güç/saat dağıtım katmanlarında kullanılabilecek düzeyde olup olmadığını bilmek isterim
New Scientist yazarlar ve bazı uzmanlardan yanıt almış: https://www.newscientist.com/article/2384782-room-temperatur...
Kim, arXiv makalelerinden yalnızca birinde ortak yazar olarak yer almış; diğer makale ise Kore Quantum Energy Research Centre’daki meslektaşları tarafından yazılmış ve bazıları Ağustos 2022’de LK-99 patenti için de başvurmuş
İki makale benzer ölçümler sunuyor, ancak Kim ikinci makalede “çok sayıda kusur” olduğunu ve kendi izni olmadan arXiv’e yüklendiğini söylüyor
New Scientist’in temas kurduğu diğer uzmanlar da sonuçlar ve veriler konusunda şüpheciydi; bazı sonuçların deney prosedürü hataları ve LK-99 numunesindeki kusurlarla da açıklanabileceğinden endişe ettiler
Eğer doğruysa, böyle bir keşfi iki yıldan uzun süre bekletmiş olmaları şaşırtıcı
Güncelleme: LK-99 adı da kaşifler Dr. Lee ve Dr. Kim’den ve keşif yılı olan 1999’dan geliyor gibi görünüyor; dolayısıyla daha uzun bir geçmişi olabilir: https://kr.linkedin.com/in/ji-hoon-kim-03508b80
Süperiletkenler konusunda uzman bir fizikçi değilim ama 90’lardan beri bu alanı oldukça yakından izledim
Muhtemelen önümüzdeki 1-2 hafta içinde ortaya çıkar. Bu kadar kolay tekrarlanabilir bir deney için riskler çok büyük; bu yüzden daha uzun sürmesi için bir neden yok gibi görünüyor
Reddit’teki bir araştırmacı, bunun süperiletkenlik değil büyük olasılıkla ölçüm artefaktı olduğunu düşünüyor
Kandırdıklarını değil, neye baktıklarını anlamıyor gibi göründüklerini söylüyor
Ölçtükleri kalemlere ve yöntemlerine bakınca süperiletken karakterizasyonunun standart prosedürlerini iyi anlamadıkları; analiz/tartışma kısmına bakınca da arka plan teorisine dair bilimsel bilgilerinin eksik göründüğü değerlendirmesini yapıyor
İki makalenin kötü niyetten çok kötü bilime daha yakın olduğu; iddia doğru olsa bile bunun yine de kötü bilim olduğu eleştirisi var
Benzer iddiaların nadir olmadığını, birkaç yıl önce hiçbir sonuç vermeden kaybolan bir makaleyi de örnek gösteriyor: https://doi.org/10.48550/arXiv.1807.08572
https://www.reddit.com/r/worldnews/comments/159g2k4/comment/...
Grafitin de aynı şeyi yapabileceğine dair önceki söz, bana göre doğru değil
Grafit manyetik alanı dışlayabilir ama kayıp düşer; bu yüzden diyamanyetizma deneylerinde yerinde tutmak için birden fazla mıknatıs kullanılır
Videoda bir yere kayıyor gibi görünmüyor; bu yüzden bence video diyamanyetizma göstermiyor
https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n
Düzenleme: Tekrar bakınca bir köşeden sabitlenmiş ve o köşe hep mıknatısın dışına bakıyor gibi; bu yüzden sadece diyamanyetizma da olabilir diye düşünmeye başladım. Elinde pirolitik karbon olan biri denese iyi olur
Düzenleme 2: YouTube’daki diyamanyetizma videolarının %99’u birden fazla mıknatıs kullanıyor; tek kutuplu mıknatısta diyamanyetizmayı gösteren videolarsa yalnızca işe yaramadığı durumları gösteriyordu: https://youtu.be/D-tW8_SRW3g
Bunun basit pirolitik karbondan fazlası olduğunu düşünüyorum
İlk makalede mikrovolt ölçeğinde sıfır direnç ölçtüklerini iddia ediyorlar ama tüm direnç-sıcaklık eğrisini özenle göstermiyorlar
İkinci makaledeki daha eksiksiz eğriye bakınca Tc altında da büyük değişim görülüyor; süperiletken sıfır direnç durumunda direncin nasıl büyük ölçüde değişebileceği soru işareti
Makale 1’in Şekil 1c’sinde de omik durumda büyük gürültü görünüyor; 0 manyetik alanda sıcaklık düştükçe direnci artan bir yalıtkan gibi görünüyor ama manyetik alan uygulanınca metal gibi görünüyor. Ölçümde bir şeyler yanlış
Süperiletkenlik sıcaklığı olarak 400K’yi almaları da tuhaf. MPMS sisteminin ölçebildiği üst sınırla birebir örtüşüyor; bu yüzden tamamen keyfi görünmüyor
Elbette fırın eklentisiyle çok daha yüksek sıcaklıklara kadar ölçüm yapmaları ve sonuçları başka laboratuvarlardaki iş birlikçileriyle doğrulamaları gerekirdi
ZFC-FC ölçümünde 10 gauss çok küçük bir manyetik alan; Tc 400K’nin üzerindeyse faz geçişine dair bir şey göstermek için daha yüksek sıcaklık verisi gerekir
Durum yoğunluğu ölçtükleri iddiası da hiç gerekçelendirilmemiş, atıf bile yok. Buna nasıl inanılabilir bilmiyorum
Genel olarak hem veriler hem de makalenin sunuluş biçimi özensiz. Gerçekten çığır açıcı bir keşif yaptılarsa daha fazla özen göstermezler miydi diye düşünüyorum
Uzman olmayan biri açısından özetlersek, eğer bu bir süperiletkense ve ölçüm doğruysa Şekil 5, numunenin süperiletken olabilmesi için tamamen saf olması gerektiği anlamına geliyor
Oysa makalenin geri kalanı numunede safsızlıklar olması gerektiğine işaret ediyor
Dolayısıyla bunun süperiletken olmaması ya da ölçümün yanlış olması, muhtemelen de ikisinin birden geçerli olması oldukça olası
Kritik sıcaklığa kadar düzgünce çıkarıp tam Meissner etkisini de hiç göstermedikleri için, ölçüm yanlışsa zaten süperiletkenlik kanıtı değil, en fazla diyamanyetizma kanıtı olur diye düşünüyorum
https://www.reddit.com/r/worldnews/comments/159g2k4/comment/...
Şekil 1b, bilinmeyen bir sıcaklıkta özdirenci gösteriyor. Akım verip potansiyel düşüşü olmadığını ölçüyorlar; önce sıcaklığı belirtmeleri, sonra da bunu sıcaklığın fonksiyonu olarak ölçmeleri gerekir
Kritik sıcaklıkta direncin sıfıra düşmesi asıl nokta; onların gösterdiği şey ise muhtemelen akım verdikleri kontağın kopmuş olduğu
Benim ölçütlerime göre temel doğrulamadan geçemiyor. Reddit’te de bunun neden mantıksız olduğunu açıkladım
Bunun tutarlı olmasının tek yolu her şeyin uydurulmuş olması; o zaman da tüm olasılıkları açık tutmak gerekir
Diğer kısımları çok bilmediğim için konuşmak zor ama 1b, biraz bilgisi olan birinin bile mantıksız bulacağı düzeyde olduğundan geri kalanının doğruluğu da çok şüpheli
“Güçlü korelasyonlu sistemlerde MIT mekanizması, kuprat süperiletkenlerin yüksek Tc mekanizması, MIT aygıtları ve kuantum transistörler üzerine çalıştığını” belirtmiş olmasının ne kadar anlamı vardır bilmiyorum
https://www.quora.com/profile/Hyun-Tak-Kim?share=1
Twitter’da gördüğüm ilginç bir nokta: yayımlanan iki makalede de ilk iki yazar “Lee” ve “JH Kim”; bunlar LK-99 malzeme adıyla bağlantılı
İlk makaleyi YW Kwon kendisini üçüncü yazar olarak ekleyip yayımlamış, ikinci makaleyi ise birkaç saat sonra Hyun-Tak Kim kendisini üçüncü yazar olarak ekleyip yayımlamış
Nobel Ödülü’nde en fazla 3 kişinin adının yer alabileceğini düşünürsek, herkesin bu sonucu Nobel’lik olarak görme ihtimali var; bu makaleler de drama/yayın yarışı yüzünden yeterince tamamlanmış ya da titiz olmayabilir
YW Kwon adını yazdırmak için izinsiz yayımlamış, bu nedenle Hyun-Tak da birkaç saat sonra kendi sürümünü aceleyle yüklemiş olabilir
Yaklaşık 10 yıl önce ışıktan hızlı nötrinolar ölçtüğünü iddia eden makale aklıma geldi
O dönemde yazarlar “muhtemelen yanılıyoruz, ama hatayı nerede yaptığımızı bilmiyoruz. Ya haklıysak ve görelilik kuramını tersine çevirdiysek?” tarzında bunu açıkça belirtmişti
Sonunda bunun bir ölçüm hatası olduğu ortaya çıktı [1]
Bu da öyle olabilir, ama başyazarların makaleyi iki sürüm hâlinde yayımlaması ve birine, görünüşe göre Nobel ödülünün en fazla 3 kişiye verilmesi nedeniyle, yalnızca 3 kişinin adını koyması; o zamankine kıyasla daha az alçakgönüllülük ya da daha az kırılganlık gösteriyor gibi
Yine de haklı olmalarını umuyorum
[1] https://www.nature.com/articles/nature.2012.10099
“Bu sefer gerçekten standart sıcaklık ve basınçta süperiletken!” şeklindeki uzun iddialar silsilesine benziyor, ama mevcut fizik modeliyle çelişen bir keşiften farklı
Zaten çokça oy alıp tartışılmış olan “The first room-temperature ambient-pressure superconductor?” başlığı hâlâ ancak 2. sayfaya itilmiş durumda: https://news.ycombinator.com/item?id=36864624
Yine de bu konu istisnai derecede ilginç ve devam ediyor; Lowe’un açıklamaları da HN’de genelde memnuniyetle karşılanıp iyi tepki aldığı için, bu kez bir miktar tekrar mazur görülebilir gibi duruyor
Meissner etkisini gösteren bu video, en kolay yeniden üretilebilecek olan gibi görünüyor: https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n
Numuneyi başka laboratuvarlara gönderip büyük bir mıknatısın üzerine koymak yeterli
Bildiğim kadarıyla bu olgunun açıklaması ya oda sıcaklığında süperiletkenlik ya da güçlü diamanyetizma; ikincisi olsa bile oldukça havalı olurdu
https://scitoys.com/scitoys/scitoys/magnets/pyrolytic_graphi...
https://youtu.be/Wk3seHNmNs8
Bu maddenin neredeyse kolayca sentezlenebileceği bekleniyorsa, özgün araştırma grubunun arXiv’e koymadan önce kendi numunelerinden birini dışarıdaki bağımsız bir kuruma neden doğrulatmadığını merak ediyorum
Şimdi açıklamayı gerektiren iç koşullar ya da baskılar mı vardı?
Patent başvurusundan sonra 2 yıl boyunca gizli gizli ilerleyip sızıntı riski arttığı için mi aceleyle yayımladılar, yoksa dışarıdan bağımsız doğrulamayı zaten almışlardı da yakında herkesin yeniden üretebileceğinden emin oldukları için paylaşmaya gerek görmediler mi, bilmiyorum
Aksi hâlde doğrulamak isteyen herkese göndermek üzere önceden 100 numune hazırlamaya çalışmış olmalarını beklerdim
Seçtikleri bağımsız dış kişi Hyun-Tak Kim gibi görünüyor
Artık herkesin test edebilmesine açıldığına göre gerçekse yakında öğreneceğiz
Sızıntıdan endişe ettilerse, haberin kontrolünü kendi ellerine almaları açısından da akıllıca bir hamle
Henüz pek tartışılmamış tuhaf noktalardan biri, bildirilen LK-99’un ısı kapasitesinin 250K’nin üzerinde azalması. Bu epey sıra dışı; buna dair bir açıklama yapılıp yapılmadığını merak ediyorum
“Bu alanda çalışıyorum ve buna tek kelimeyle inanmıyoruz. Şekil 4(b)’deki veri seti de görülmeye değer. Yüksek sıcaklıkta ısı kapasitesinin yeniden azalması çok sıra dışı. Düşük sıcaklıklarda olabilir, ama yüksek sıcaklıklarda olmaz. Kişisel görüşüm, yazarların bir yalıtkanı ölçtüğü; akım akmadığı ve dolayısıyla gerilim de oluşmadığı yönünde (4 uçlu ölçüm). Bu durumda süperiletken gibi görünebilir. Ama akımı, yani uygulanan gerilimi artırırsanız dielektrik delinme meydana gelip akım akmaya başlayabilir. O zaman ani artış açıklanır”
En tuhafı şu: Bu malzeme birkaç yıl önce geliştirilmiş gibi görünüyor, havada duran parçanın videosu 3 ay önce yüklenmiş ve ek numune üretimi de kolay gibi duruyor; buna rağmen makale bir haftadan kısa sürede alelacele hazırlanmış gibi okunuyor.
İngilizce ana dilleri olmayabilir, ama şekillerin sunuluş biçimi de iyi değil.
O süre içinde yüksek kaliteli deneyler yapmış gibi de görünmüyorlar. Dünyayı değiştirecek sihirli bir malzeme keşfetmiş olsaydım, mümkün olan en kısa sürede iyi deneyler yapıp iyi bir makale çıkarmak için bundan çok daha fazla çaba harcardım.
Düşük kaliteli video ve özensiz grafikler bana Victor Ninov’un sahtekârlığını hatırlatıyor.
Kendini olabildiğince inandırıcı göstermeye daha büyük teşviki olan taraf bir dolandırıcı mı, yoksa dünyayı sarsacak bir teknolojinin patentlerine sahip geleceğin Nobel ödüllü bilim insanı mı?
İlkinde, dolandırıcılığın başarılı olması için okurun inanması gerekir; ikincisinde ise yakında gerçek apaçık ortaya çıkacağı için buna daha az ihtiyaç vardır.
Amaç, ister sahte ister gerçek veri olsun, bir şeyleri gizlemek olabilir.
Eğer asılsızsa, perde arkasını merak ediyorum. Kasıt olmasa bile ilgili kişilerin kariyerleri ağır darbe alacaktır; kasıt varsa da bu muhtemelen “başka bir alanda iş ara” seviyesinde olur.
Kasıtlıysa, yakalanmayacaklarını nasıl düşünebildiler? Kasıtlı değilse, bu kadar şaşırtıcı bir iddiayı, ne olup bittiğinden mutlak surette emin olmadan nasıl yayımlayabildiler?
Eğer mesele “yayın yarışı” idiyse, neden makalede bunu özellikle vurgulayıp ipuçları ve çekincelerle doldurmadılar? Üstelik bu yoruma bakılırsa, en azından epey uzun süre bekletilmiş gibi duruyor.
Seçeneklerin hiçbiri pek makul görünmüyor, ama sonunda içlerinden biri gerçek olmak zorunda. Herkesin iyiliği için, umarım yazıldığı gibidir.