LK-99'da oda sıcaklığı ve atmosfer basıncında manyetik levitasyon başarısının rapor edilmesi
(arxiv.org)- Deforme kurşun apatiti LK-99 kristalinde, oda sıcaklığı ve atmosfer basıncında manyetik levitasyon gösteren bir numunenin elde edildiğini bildiren takip deneyleri raporlandı; mevcut Sukbae Lee numunesine kıyasla daha büyük bir levitasyon açısının gözlemlendiği belirtildi
- Sentez, Lanarkite ve copper phosphide öncüllerinden geçen katı hal yöntemi temellidir ve 10^-2 Pa koşulunda Pb10-xCux(PO4)6O bileşimindeki hedef madde üretildi
- Manyetizasyon-sıcaklık ölçümünde, bulk numune ZFC/FC'de yaklaşık 326 K·299 K geçişi gösterirken, mıknatıs itmesiyle seçilen mikron kristaller yaklaşık 340 K geçişi gösterdi
- Mikron kristaller, güçlü bir mıknatıs yaklaştığında altlığa göre dikey konuma geçen bir levitasyon olgusu gösterdi; ayrı çekim testinde ise mıknatısa çekilmediği için ferromanyetik etkinin dışlandığı ifade edildi
- Sonuçlar, kristallik ve Cu katkılamasının önemli olduğu yorumuna götürüyor; ancak oda sıcaklığında elektriksel testler gibi ek doğrulamalar hâlâ gerekiyor
LK-99 sentezi ve doğrulama hedefi
- Sukbae Lee ve ekibi, deforme edilmiş kurşun apatiti kristali LK-99'un oda sıcaklığı ve atmosfer basıncında süperiletkenlik gösterebileceğini, süperiletken geçiş sıcaklığı Tc'nin 400 K'den yüksek olduğunu ve Meissner levitasyon etkisinin ortaya çıktığını daha önce öne sürmüştü
- Bu araştırma ekibi, LK-99 kristalini sentezleyerek oda sıcaklığında manyetik olarak levite olabilen bir numune elde ettiklerini bildiriyor
- Gözlemlenen levitasyon açısının Sukbae Lee numunesinden daha büyük olduğu belirtiliyor
Sentez yöntemi ve numune özellikleri
- LK-99 numunesi, Pb10-xCux(PO4)6O, 0.9 < x < 1.1 bileşimiyle büyütüldü
- Sentezde, Sukbae Lee ve ekibinin rapor ettiği yönteme benzer bir katı hal yöntemi kullanıldı
- Lanarkite, yani Pb2(SO4)O öncülü sentezlendi
- copper phosphide, yani Cu3P kristali sentezlendi
- Ardından hedef ürün LK-99 sentezlendi
- Tüm reaksiyonlar 10^-2 Pa koşulunda gerçekleştirildi
- Kristal yapı, dört Pb(2) atomundan birinin Cu atomuyla yer değiştirdiği bir biçimde sunuldu
Manyetizasyon-sıcaklık ölçüm sonuçları
- LK-99 numunesinin manyetizasyon-sıcaklık eğrisi, malzeme özellikleri ölçüm sistemi PPMS DynaCool ile ölçüldü
- Ölçümler, 10 Oe manyetik alan uygulanmış durumda ZFC ve FC modlarında yapıldı
- Numune 1, makroskopik gri-siyah bir bulk numunedir
- ZFC eğrisinde yaklaşık 326 K'de diamanyetik bir geçiş ortaya çıktı
- FC eğrisinde yaklaşık 299 K'de diamanyetik bir geçiş gözlendi
- Bu sonucun, Sukbae Lee'nin daha önce bildirdiği sonuçlarla benzer olduğu değerlendirildi
- Numune 2, mıknatıs itmesiyle seçilen bir mikron kristaldir
- Üçgen biçimlidir; bir kenar uzunluğu yaklaşık 120 μm, kalınlığı yaklaşık 20 μm'dir
- Diamanyetik geçiş sıcaklığı yaklaşık 340 K olup, makroskopik numuneden biraz daha yüksektir
- Araştırma ekibi, Numune 2'nin daha yüksek saflık, daha iyi kristallik ve daha iyi Cu katkılamasına sahip olduğunu yorumladı
Oda sıcaklığı ve atmosfer basıncında manyetik levitasyon ile ferromanyetizmanın dışlanması
- Numune 2, oda sıcaklığı ve atmosfer basıncında manyetik levitasyon olgusu gösterdi
- Güçlü bir mıknatıs yaklaştığında numune yükselerek altlığa göre tamamen dik durdu
- Mıknatıs uzaklaştırıldığında numune yeniden altlığın üzerine düştü
- Bu levitasyon açısının Sukbae Lee numunesinden daha büyük olduğu belirtildi
- Ayrı bir çekim testinde Numune 2, güçlü mıknatısa çekilme tepkisi göstermedi
- Araştırmacılar buna dayanarak Numune 2'deki ferromanyetik etkiyi dışladıklarını ifade etti
- Yardımcı videolar:
- Supplementary video 1: Numune 2'nin Meissner etkisi
- Supplementary video 2: Numune 2'nin ferromanyetizma dışlama testi
Yorum ve kalan doğrulamalar
- Numuneler arasındaki diamanyetizma farkı, fosfat oksitlerde bakır-oksijen kaynaklı elektronik bant yapısı değişiminin potansiyel süperiletkenlik mekanizmasıyla ilişkili olabileceğine işaret ediyor şeklinde yorumlandı
- Araştırma ekibi, çeşitli kuramsal çalışmaların bu yönü desteklediğini belirtiyor
- Sonuç olarak, LK-99 malzemesinde tutarlı diamanyetik geçişler ve büyük levitasyon açılarının oda sıcaklığı ve atmosfer basıncında elde edildiği özetlendi
- Kristallik ve uygun Cu katkılaması temel koşullar olarak vurgulandı
- Fosfat oksitlerin potansiyelini doğrulamak için, oda sıcaklığındaki elektriksel testler gibi daha tutarlı doğrulamalara ihtiyaç olduğu belirtildi
- Verilerin makul talep üzerine sorumlu yazardan alınabileceği ve rekabet eden çıkar ilişkisi bulunmadığı ifade edildi
1 yorum
Hacker News yorumları
Bu makalenin keşfi hızlıca duyurmak için aceleyle hazırlandığını anlıyorum, ama deney sürecinin kritik bilgileri o kadar çok eksik ki insanı sinirlendiriyor.
Yalnızca “tüm reaksiyonlar 10^-2 Pa’da gerçekleştirildi” diye yazmak yetersiz. Mutlak basınçtan söz edildiğini anlıyorum, ama bunun vakum fırını mı, mühürlü kuvars vial mi, argon purge mü yoksa hava mı olduğu gibi bilgiler gerekiyor.
Sıcaklık profili de ısıtma süresini ve bekletme süresini gösteriyor, ama soğutma hızı ve bitiş zamanı yok. Hemen çıkarılıp havada mı soğutulduğu, oda sıcaklığına kadar vakumun korunup korunmadığı da tekrarlanabilirlik için önemli.
Bu tür ayrıntıları makaleye koymak neredeyse hiç zaman almazken eksik bırakılmış; bence bu tutum bilimde yeniden üretimi zorlaştırıyor.
Yine de bütünlük açısından sadece “vakum” diye bir kelime eklenmiş olsa daha iyi olurdu. Eski cıva göstergelerindeki 0~30 ölçeğin de kafa karıştırdığını hatırlıyorum.
Arxiv gibi açık yayımlamanın ötesine geçip işbirliği alanları olan gerçek açık bilime dönüşmesini umuyorum.
Geçen hafta bana Bardeen ve Brattain’in transistörü icat etme hikâyesini hatırlattı.
Başta zar zor çalışıyordu; masaya dokunulsa bile bozulacak durumdaydı ve başarıda pay iddia eden üçüncü bir kişi de vardı. Kuşkuyla bakmak istiyorum ama yeniden üretimin zor olması bana aksine oldukça normal geliyor. Başkalarının artık çalıştırmayı başarmış olması ilginç.
Bu maddenin neden süperiletken olduğunu kanıtlamak için neden levitasyon, diyamanyetizma gibi dolaylı yöntemlere başvurulduğunu merak ediyorum.
Akımın direnç olmadan akıp akmadığını doğrudan ölçmemek için bir neden mi var, bir şeyi kaçırıyor gibiyim.
Diyamanyetizma göstermesi, süperiletken etkiyi ortaya koymanın nispeten daha az hataya açık yollarından biri diye anlıyorum.
Kusursuz malzeme büyük ölçekte üretilene kadar özdirenç ölçümünün fazla anlamlı sonuç vermesi zor.
Bu yüzden manyetik alan içinde tüm süperiletkenlerin gösterdiği tuhaf olgulara, örneğin manyetik levitasyona bakmak daha kolaydır.
Bu, birkaç gün önce videosu yüklenen örnekle aynı vaka gibi görünüyor: https://news.ycombinator.com/item?id=36953396
O zaman bunun süperiletkenlik mi yoksa basit diyamanyetizma mı olduğu çok sorulmuştu; yeni makalenin bu soruya yanıt verip vermediğini merak ediyorum.
Manyetik alan varken geçiş sıcaklığının düşmesi de önemli. Makale sahte değilse, basit diyamanyetizmadan fazlasının gerçekleştiğine dair en güçlü olumlu kanıt gibi görünüyor; ilk kez olasılığı %50’nin üzerinde görmeye başladım.
İkincisi, yalnızca süperiletkenlerde net manyetik alan 0 olur ve “kararlı” levitasyon görülebilir. Videoda mıknatıs yaklaştırılıp ters çevrilse bile parça çoğunlukla yerinde kalıyor.
Sıradan diyamanyetikler dış alanın uygulandığı yönü izler; bu yüzden yana hareket etme olasılıkları yüksektir ve bu nedenle genellikle kuvvetleri dengeleyip yerinde levitasyon oluşturmak için Halbach dizilimi kullanılır.
Yaklaşık 320K’de bir tür diyamanyetik geçiş olduğuna dair güçlü kanıt gösteriyor. Bunun süperiletkenlikten kaynaklanıp kaynaklanmadığından bağımsız olarak, bu maddenin ilginç manyetik özellikleri olma ihtimali çok yüksek görünüyor.
Varda ekibi diyamanyetizmayı gösteren yüksek çözünürlüklü bir video yayımlamış: https://twitter.com/andrewmccalip/status/1687405505604734978
Yerçekimi elektromanyetik kuvvetten çok daha zayıf; cihazı numuneye etki eden yerçekimiyle neredeyse tam eşleşecek şekilde mi kalibre etmişler? Neden biraz daha yukarı itip kabın kapağını uçurmuyor, merak ediyorum.
Gereksiz ağırlığı gidermek için numuneyi kesmeye yönelik “kaya ameliyatına” ise henüz girişmezdim. Pirolitik grafit levhalarda genelde kullanılan 4 mıknatıslı dama tahtası düzeni, numune düz olmadığı için çalışmayabilir.
Mıknatısı ters çevirmek de faydalı olur; belirli bir sıcaklıkta düştüğünü göstermek için ısıtmak da iyi görünüyor. Bu durumda 100°C’nin altında olması yeterli gibi. Her hâlükârda gösterim etkisi ve iyi video kalitesi önemli.
https://en.wikipedia.org/wiki/LK-99#Replication_attempts
Bu Wikipedia maddesi, şimdiye kadarki yeniden üretme girişimlerini bu makale de dahil olmak üzere iyi özetliyor.
Doğrulanıyor gibi göründükçe, yıllar sonra ilk kez gerçekten tüylerim diken diken oluyor. İyi anlamda.
Bunun getireceği değişim, Faraday, Volta ve 17–18. yüzyıl bilim insanlarının elektriğin ilkelerini çözmeye başladığı dönemle boy ölçüşebilir. Onlar da sonraki yüzyılda hayatın her yönünün ne kadar değişeceğini bilmiyordu.
Parçacık fiziğiyle uğraşmıştım; karmaşık sistemlerin önemli bir kısmı süperiletken mıknatısları yeterince soğuk tutan düzeneklerdi. Oda sıcaklığında mümkün olursa tüm o soğutma sistemine gerek kalmaz.
Füzyon reaktörleri de süperiletken mıknatıslara dayanıyor; bu yüzden gelecekteki füzyon reaktörleri üzerinde büyük etkisi olabilir. JET’teki gibi aşırı ısınmadan önce mıknatısları yalnızca birkaç saniye çalıştırma türü kısıtlar da azalır.
Oda sıcaklığında süperiletkenlik kavramını teorik olarak anlıyorum ama bu gerçekten doğruysa dünyanın nasıl değişeceğini pek kestiremiyorum.
Bu mümkün olursa her yıl sağlık kontrolünde MRI çektirebiliriz. Çok sayıda hastalığı ve kanserlerin %95’ini teşhis edebilir, her yıl önceki taramalarla otomatik karşılaştırıp biçim değişikliği varsa biyopsi yapılabilir.
Tıp bilimi de devrimsel biçimde değişir. Şu anda iyi huylu tümörlerin insanlarda nasıl bulunduğuna dair veri çok az; bir kitlenin sorun olup olmadığını anlamak için başka belirtiler olup olmadığını sormak düzeyindeyiz. SQUID gibi yeni tıbbi cihazlar da mümkün olur.
Yeraltı görüntüleme MRI’ı da arkeoloji, paleontoloji, jeoloji ve kaynak aramada sıçrama sağlayabilir. Çölde arabayla giderken fosil, fay hattı ve mineral sinyalleri aranabilir.
Fırlatma döngüsü kullanılırsa uzay yolculuğunun maliyeti de fiilen neredeyse yok olur; uzun mesafeli ulaşım da ucuz ve daha az kirletici hâle gelir. Yalnızca elektrikle alçak Dünya yörüngesine ulaşmak ya da uçakları ses hızının birkaç katına hızlandırmak mümkün olur.
Elektrik şebekesi depolama, tepe yük santralleri ve yük takibi neredeyse eski teknolojiye dönüşebilir. Süperiletken havai hatlar tüm ülkeleri birbirine bağlar; ABD’deki nükleer fisyon elektriğiyle Çin’deki fabrikalar çalıştırılabilir ya da Avustralya güneşiyle Kanada’daki evler ısıtılabilir. HVDC bağlantılar da demode olur ve sonunda AC güçten uzaklaşabiliriz.
CPU’lar %10–50 daha verimli olabilir, GPU’lar ise daha da fazla. Aşırı yüklenen kablolar artık iletmez hâle geleceğinden yangınlar, özellikle ev yangınları da azalabilir.
Gerçekten yeniden üretilebilir ve endüstriyel ölçekte uygulanabilir olursa, 1960’lar tarzı bir değişim hızının geri gelebileceğini hissediyorum.
Yine de füzyon dahil olsa bile CO2 emisyonlarını azaltmak, yaşam tarzını değiştirmek, tüketimi en aza indirmek ve halihazırda kesinleşmiş iklim etkilerine uyum sağlamak hâlâ gerekli.
Grafen tabanlı entegre devreler ve optik bilişimdeki ilerlemeleri de merak ediyorum. 2030’a kadar süperiletken tabanlı yeni bir Lisp Machine görmek isterim. “Açık kaynak” kurşunla uğraşmak pek hoş olmayabilir ama gelecek icat edilir diyen Alan Kay tarzı tutuma uyuyor.
Oda sıcaklığı süperiletkenlerinin mümkün kılacağı harika oyuncakları hayal etmek yeter.
Ayrıca izin sorunları yüzünden yapılamayan yüksek gerilim iletim hatları da gerçekten inşa edilirse enerji kaybı 0 olurdu ama muhtemelen yine yapılmayacak.
Birincisi, hâlihazırda süperiletken kullanan cihazlar soğutmaya gerek kalmadığı için çok daha ucuza üretilebilir ve işletilebilir. MRI, belirli sensörler, füzyon araştırmaları için yüksek güçlü mıknatıslar, büyük jeneratörler ve motorlar buna girer.
İkincisi, süperiletkenlerin iyileştirme sağlayacağı ama bugün ekonomik ya da pratik açıdan mantıklı olmayan cihazlar. Hangilerinin başarılı olacağı daha çok tahmin ama hesaplama çipleri, ek sensörler, kalıcı levitasyon heykelleri gibi sanat eserleri, küçük motorlar ve jeneratörler mümkün görünüyor.
Sıfır dirençten ya da manyetik alanı dışlamadan fayda görecek, henüz hayal bile etmediğimiz pek çok kategori de olacaktır.
Bu hikâyedeki biraz ironik nokta, izinsiz şekilde açıklayan eski çalışanın bunu dünyaya duyurma payesini alabilecek olması
Araştırma ekibi uzun süredir üzerinde çalışıyordu, ama artık tüm dünya araştırıyor ve başka yöntemler ile malzeme kombinasyonlarını keşfediyor olacak. Özgün tasarımı iyileştirme ve patentlerden kaçınma girişimleri de olabilir
O eski çalışan açıklamasaydı daha ne kadar gizli kalırdı bilinmez; insanlığa faydası olması için bunun dünyaya çıkması gerektiği gibi bir motivasyonu da olmuş olabilir
Bu alanda yakın zamanda sansasyonel dolandırıcılık vakaları da olduğundan dergiler çok kuşkucu davranmış olmalı. İkna edici deneyler ve örnekleri bağımsız laboratuvarlara gönderme çalışmalarını içeren bir makale hazırlıyorlardı; ama fiilen ellerindekini aceleyle açıklamaya zorlandılar ve bu yüzden iddiaları daha zayıf görünmüş olabilir
10 yıl önce çok daha geniş ölçekte test ve yeniden üretim başlatılabilirdi; araştırmayı bu kadar yavaş yaymanın ne fayda sağladığını bilmiyorum
Danijel Djurek’in 1980’lerin sonlarında süperiletken seramik karışımı keşfettiğini iddia ettiği, ancak yapı ve bileşimi kesinleştiremediği; Hırvatistan Yugoslavya’dan ayrıldıktan sonra da savaş nedeniyle araştırmanın durduğu söyleniyor
Alıntı kaynağı: http://www.rexresearch.com/djurek/djurek.htm
Bu, açıklama konusunda ticari nedenlerle, özellikle de patentler yüzünden çatışma yaşanmış olabileceğine işaret ediyor. Başkaları yeniden üretmeden önce satılabilir bir ürün yapmaya çalışmış olabilirler
Bu yüzden izinsiz açıklayan eski çalışan bunu dünyaya duyurma payesini kesinlikle hak ediyor olabilir; insanlık da onu damgalamak yerine tam tersinden bakmalı belki
KR20210062550A - Mehtod of manufacturing ceramic composite with low resistance including superconductors and the composite thereof -
https://patents.google.com/patent/KR20210062550A/en
Şimdiye kadarki laboratuvar LK-99 yeniden üretim girişimleri: HUST’ten iki tane: https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS/ https://www.bilibili.com/video/BV13k4y1G7i1/
USTC’den bir tane: https://www.bilibili.com/video/BV1Ex4y1X7ix/ Bu küçük numune sivri tarafı üzerinde durabiliyor
Qufu Normal University’den bir tane: https://www.zhihu.com/zvideo/1669820225079070720
THU geçmişi olan ama kişisel proje olduğu iddia edilen bir tane: https://www.bilibili.com/video/BV14z4y1s7Vo
Çin dışındaki daha fazla laboratuvarın neden LK-99 yapıp video yayımlamadığını merak ediyorum
Kısa vadeli fonları çoğu zaman ABD veya Avrupa’daki meslektaşlarından daha iyi alabiliyorlar, ancak uzun vadeli kariyer istikrarından yoksunlar. Bu yüzden LK-99 gibi potansiyel bir atılımın peşinden yalnızca tutku ya da merakla değil, hayatta kalmak için de gitmek zorundalar
Çin sisteminde yaşla bağlantılı çok sayıda ödül, araştırma fonu ve unvan da var; bunlar yalnızca itibar değil, kariyer ilerlemesi için de şart olduğundan genç araştırmacılar arasındaki aciliyet ve rekabet duygusunu daha da artırıyor
Henüz kesin bir yeniden üretim başarısı elde etmemiş olabilirler ve ileride birinin kesin pozitif sonuç çıkarma ihtimaline karşı negatif sonuçları açıklamaktan kaçınıyor olabilirler
Henüz %100 emin olmadıkları sonuçlara daha temkinli yaklaşıyor ya da dikkat çeken bilim yerine hakem değerlendirmesinden geçmiş makale yayımlanan geleneksel yolu tercih ediyor olabilirler
YouTube videosu yükleyip muazzam etkileşimle uğraşmak istemiyor ya da yanılmaktan korkuyor olabilirler
Makine öğrenmesinde de büyük duyuruların ardından düşük kaliteli makaleler “ilk” olmak için akın eder. Ancak uzun vadede iyi iş çıkarmak zaman gerektirdiğinden bunun anlamı azdır
İyi laboratuvarlar yarım yamalak, muğlak sonuçlar açıklamak istemez; sorumluluğunu alabilecekleri kapsamlı, kesin ve yüksek kaliteli sonuçlar ortaya koymak ister. Bilimi ileri taşıyan da budur
Pek çok laboratuvar LK-99 üzerinde çalışıyor olsa da böyle acemi analizler yayımlamayacaktır
Başlığın çevirisi “Oda sıcaklığında süperiletkenlik gerçekten yeniden üretilirse bok yerim” şeklinde. Daha sonra bu konu bilibili’de alevlendi ve ilk LK-99 yeniden üretim videosu neredeyse 10 milyon görüntülenmeye ulaştı