LK-99’un tam havada asılı kalmasının (akı sabitleme, flux-pinning) ilk videosu

 (twitter.com/andercot)
1 puan yazan GN⁺ 2023-08-06 | 1 yorum | WhatsApp'ta paylaş
  • Çinli video paylaşım sitesi BiliBili’de yayımlanan bir video, yüksek saflıkta sentezlenmiş bir LK-99 örneğinin tam havada asılı kalmasını (akı sabitleme) gösterdiğini iddia ediyor
  • Süperiletken bir maddenin havada asılı kalması, yalnızca Type-II süperiletkenlerde görülen bir olgu; manyetik alan çizgileri maddenin içinden geçerken “hapsolur” ve asılı kalma için gerekli kuvveti sağlar
  • Akı sabitleme (flux-pinning), Meissner etkisinden tamamen ayrıdır; diyamanyetik bir madde ya da diyamanyetizma özelliği değildir
  • “Sabitleme merkezlerine (pinning centers)” hapsolan akı, manyetik girdaplar (magnetic vortices) biçiminde kuantize olur; bu kuantizasyon Type-II süperiletkenlerin temel ayırt edici özelliğidir
  • Akı sabitlemeli havada asılı kalmayı gösterdiği iddia edilen ilk video; doğruysa yeni malzemenin özelliklerine dair son derece benzersiz ve çığır açıcı bir keşif

LK-99 akı sabitlemeli havada asılı kalma videosu

  • Çinli video paylaşım sitesi BiliBili’de yayımlanan bir video, yüksek saflıkta sentezlenmiş bir LK-99 örneğini gösterdiğini iddia ediyor
  • Akı sabitlemeli havada asılı kalmayı (flux-pinned levitation) gösterdiği iddia edilen ilk video; doğruysa yeni malzemenin özellikleri ve gelecekteki araştırma potansiyeli açısından son derece benzersiz ve umut verici bir keşif
  • Eğer gerçekse gerçekten çığır açıcı (ground-breaking)

Süperiletken maddelerde havada asılı kalma ilkesi

  • Süperiletken bir maddenin havada asılı kalması, yalnızca Type-II süperiletkenlerde görülen özgün bir olgu; manyetik alan çizgileri maddenin içinden geçerken “hapsolduğunda (trapped)” asılı kalma için gerekli kuvveti sağlar
  • İnternette ve profillerde sabitlenen gönderilerde sık görülen, kriyojenik sıcaklıklara soğutulmuş bir diskin bir mıknatısın üzerinde süzüldüğü popüler görüntü ve videolar buna örnektir

  • Saç ve sakız benzetmesi

    • Sakızın saça güçlü biçimde yapışıp havada asılı kalmasına benzetilebilir — saç manyetik alan çizgilerine, sakız ise Type-II süperiletkene karşılık gelir
    • Saçın tek tek teller halinde “kuantize” ve “ayrık” olması gibi, “sabitleme merkezlerine (pinning centers)” hapsolan akı da manyetik girdaplar (magnetic vortices) olarak kuantize olur
    • Sabitlenmiş akı çizgilerinin kuantizasyonu, Type-II süperiletkenlerin temel ve ayırt edici özelliğidir (ancak malzeme kalınlığı London nüfuz derinliğinden küçükse teknik olarak Type-I’de de gerçekleşebilir)

Akı sabitleme ile Meissner etkisi arasındaki ayrım

  • Akı sabitleme (flux-pinning), yalnızca süperiletkenlere özgü bir olgudur ve Meissner etkisinden tamamen ayrıdır
  • Diyamanyetik maddelerin veya diyamanyetizmanın bir özelliği değildir
  • “Kuantum kilitleme (quantum locking)” olarak da adlandırılır; Meissner etkisinden farkını gösteren bir görsel içerir

SRF kovuklarında akı sabitleme araştırmaları

  • TRIUMFLab’de parçacık hızlandırmada kullanılan niyobyum kristal süperiletken radyo frekansı (SRF) kovuklarında akı sabitleme araştırmalarına katkıda bulunuldu
  • Hapsolmuş akı, kovuğun artık yüzey direncini artırarak kalite faktörünü (Q-factor) düşürür — Q-factor, rezonatör verimliliğinin bir ölçüsüdür
  • SRF kovukları genellikle 10E10 düzeyinde Q-factor’e sahiptir; sabitleme merkezlerine hapsolan akı, yüklü parçacık demetlerini ışık hızına yakın hızlara çıkaran azami etkin hızlandırıcı elektrik alanını azaltır

  • Akı sabitlemenin ortaya çıkma nedenleri

    • Bazı Type-II süperiletkenlerde, kristal içindeki küçük kusurların (volume defects, hacim kusurları) akının nüfuz etmesine imkân vermesiyle ortaya çıktığı düşünülüyor
    • SRF kovuklarında, Dünya’nın arka plan manyetik alanı gibi malzemenin içinden geçen manyetik alanlar, süperiletken geçiş sırasında kovuk içinde hapsolabilir
    • Arka plan manyetik alanı ne kadar güçlüyse, süperiletken geçiş sırasında SRF kovuğunun yüzey direncinin arttığını gösteren araştırma grafiği içerir (X ekseni: soldan sağa yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa, Y ekseni: nanoohm cinsinden yüzey direnci)

Alternatif yorumlar ve havada asılı kalma kararlılığı

  • Alttaki mıknatıs düzeni, çubuk mıknatısa benzer bir dipol manyetik alan (dipole field) oluşturur
  • Üstteki madde basit bir diyamanyetik madde olsaydı, bir çubukla dokunulduğunda kararlı biçimde havada asılı kalması fiziksel olarak imkânsız olurdu
  • Daha geleneksel bir süperiletken örneğinin soğutulduğu videolarda da küçük bir bozunumda aynı sallanma görülür

  • Brauenbeck genişletmesine göre karşı görüş

    • Başka bir yorum olarak, diyamanyetik bir maddenin mıknatısın dipol manyetik alanı içinde asılı durması olasılığı da öne sürülüyor
    • Bu, Earnshaw teoremine karşı bir itiraz olan Brauenbeck genişletmesi ile mümkündür

Yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin anlamı

  • Tüm şirketler ürünlerini aynı sınırlı temel teknoloji kümesiyle üretir; fizik ise her birkaç on yılda bir fiziksel olarak mümkün olanı değiştiren temelden yeni bir “şey” ortaya çıkarır
  • Yüksek sıcaklık süperiletkenleri geliyor ve her şeyi değiştirecek

İlgili okumalar

1 yorum

 
GN⁺ 2023-08-06
Hacker News yorumları

  • Dijital olarak oynanmamışsa bunun nasıl sahte yapılabileceğini hayal etmek zor; bilinen yüksek kritik sıcaklıklı bir süperiletken olsaydı çok hızlı ısınırdı, bu yüzden o olasılık da düşük görünüyor.
    Bu yüzden, eğer ilki değilse, bunun gerçek olabileceğini düşünmeye başladım. Yazarların hepsi de isimsiz kişiler değil; Hyun Tak Kim’in Google Scholar’a göre yaklaşık 10 bin atfı var ve L&K’nin iş birliğiyle ilgilenmesini sağlayan Scientific Reports makalesini de yazmış. Süperiletkenliği bilen biri gibi görünüyor; bu yüzden epey iyimser hissediyorum.

    • Bu videoya göre https://twitter.com/xmal/status/1300754522218913799 mıknatısın altına bir bakır levha koyarsanız kararlı bir havada kalma sağlanabiliyor.
      Orijinal videoda üst üste duran iki metal nesne var; alttakinde bakır bulunma ihtimali yok mu?
    • “Dijital olarak oynanmamışsa sahte yapmak zor” demek, sonuçta sahte yapmanın bir yolunu kolayca düşünebildiğimiz anlamına da geliyor.
    • Hyun Tak Kim projeye geç katılmış gibi görünüyor ve daha çok, İngilizce konuşulan dünyanın dışındaki üç anonim asıl yazara kendi itibarını ödünç vermiş izlenimi veriyor.
    • Parçanın kendisi mıknatıs olabilir; alttaki bloğun içinde de zaten bilinen sıvı azotla soğutulan tip-II süperiletken bulunuyor olabilir.
    • Ciddi söylersem, benim gözüme görünmez bir ipe bağlanmış grafit parçası gibi görünüyor.
      Nesnenin hareket etme biçimi manyetizmadan bekleyeceğiniz harekete benzemiyor; örneğin 10. saniye civarı özellikle böyle.
    1. Bu video aslında anonim bir Douyin hesabından çıktı. Ne geleneksel akademiyle ne de yurttaş bilimiyle bağlantılı gerçek bir yeniden üretim denemesiyle ilişkili olduğuna dair doğrulama yok.
      Kanalda daha önce LK-99’da sık görülen kısmi havada kalma videosu da yayımlanmıştı, ama onun da pirolitik grafit parçası olmadığına dair özel bir kanıt yok. Belirli bir kişiyle ilişkili olduğu iddia ediliyor ama kanıt yok; sahte olsa da kaybedeceği bir itibar yok.
    2. Videodaki dinamikler akı çivilemesine oldukça benziyor, ancak LK-99 olduğu iddia edilen parça zıpladığında çevresindeki artefaktlar çok şüpheli. Gergin yatay bir ipe asılıp sonra silinmiş gibi görünüyor; bazı anlarda parçaya çok yakın kısımlar rotoskopla düzgün örtülememiş gibi. Elbette sıkıştırma artefaktı da olabilir, ama böyle bir biçimi daha önce görmedim; ayrıca bizim gördüğümüz aşamada bu, bir kaydın tekrar kaydedilmiş hâli olabilir ve Douyin ya da Bilibili’nin sıkıştırma özelliklerine aşina değilim.
      Bu belirli video konusunda epey şüpheciyim. LK-99’un kendisi için şu anda olasılığı daha yüksek görüyorum, ama bu videonun gerçek olmama olasılığını da daha yüksek görüyorum.
      LK-99’un bilinirliği arttıkça ve VFX editörleri gerçek görüntünün nasıl görünmesi gerektiğine alıştıkça, inandırıcı sahte videoların üretilip viral olma ihtimali çok yüksek. Genelde bir VFX sanatçısı bunu pratik yapmak için üretir, kötü niyet olmadan birkaç kişiye gösterir; sonra başkaları birkaç kez yeniden paylaşınca kaynağı belirsiz geniş bir kitleye yayılır. Elbette VFX’te iyi bir dolandırıcı ya da influencer da doğrudan manipülasyon yapabilir.
      Videolara biraz temkinli yaklaşmak gerek. Aranacak koşullar şunlar: kameranın sabit olmaması ve numunenin etrafında hareket etmesi, video sırasında aydınlatmanın değişmesi, parçanın kendisinin hareket etmesi, düzeneğin kurulması ya da sonradan toplanmasının görünmesi, ip ihtimalini azaltacak şekilde nesnenin çevresinde başka şeylerin hareket etmesi vb.
    • Çıkarımların hepsi makul. Yine de Occam’ın usturası açısından sahte olduğunu düşünüyorum. Çok kısa ve kadrajı fazlasıyla kusursuz.
      Fikrî mülkiyeti ya da sırları açığa çıkarmadan hareketli bakış açısından 20 kat daha uzun bir video çekmek önemsiz bir iş; ama 20 kat daha uzun VFX ile oynanmış bir video yapmak çok daha zor.
    • En yüksek kalitede izledim; buradaki artefaktlar gerçekten tuhaf. Ekipmanın çevresinde hiç yok, yalnızca havada kaldığı iddia edilen taşta var.
      Bu video ile aynı kullanıcının diğer videolarının kalitesi oldukça iyi görünüyor, bu yüzden sıkıştırma sorunu açıklamasına pek inanmıyorum. Bağlam da tuhaf. Aynı kullanıcının yüklediği diğer video, kimsenin gerçek Meissner etkisi olduğuna inanmayacağı türdendi; kâğıt üzerindeki çok küçük bir mıknatıstan ibaretti. Bu videoyla yeniden mi denedi acaba?
    • Minicik bir nesneyi çekerken neden illa geniş açılı lens kullanıldığını hiç anlamıyorum. Şaşırtıcı bir keşifse yakına girip büyüterek çekerdi.
      Böyle çekilince ilginç hedef sadece birkaç pikselden ibaret oluyor; bilgisayarda üretilmesi kolaylaşıyor. Şimdiye kadar gördüğüm her videoda bu tür mantıksal gedikler vardı.
    • O küçük “artefaktlar”, büyük parçaya yapışmış daha küçük parçacık kırıntıları gibi görünüyor.

  • Nitter: https://nitter.net/Andercot/status/1687740396691185664

    • Alternatif video bağlantısı burada var, ama Çince olduğu için kaynak hakkında ek bilgi olup olmadığını bilmiyorum: https://news.ycombinator.com/item?id=37010498
    • Konu dışı ama klibi izlemek için neden “enable this playback”e tıklayıp sayfayı yenilemek gerektiğini merak ediyorum. Bu ne yapıyor ki?

  • lk99 subreddit’inde daha yüksek çözünürlüklü bir video yayımlanmış: https://www.douyin.com/video/7263715495256378659

  • Manifold Market’te biri bunu paylaşmış: https://imgur.io/a/AY1oaIO
    Benim gözüme de biraz tuhaf görünüyor, ama bunun optik etkiyle ya da sıkıştırma etkisiyle açıklanıp açıklanamayacağını değerlendirecek kadar uzman değilim.

    • Gördüğüm hiçbir sıkıştırma artefaktına benzemiyor. Tek videoda iki şaşırtıcı keşif! Doğruysa muazzam.

  • Bu, fiilen oda sıcaklığında süperiletkenlik kanıtı sayılır mı? Elbette dolandırıcılık olmadığı varsayımıyla

    • Videodaki her şeyin gerçek olduğunu varsayarsak, geriye kalan tek soru numunenin gerçek sıcaklığının ne olduğu
      Bunların hepsi doğrulanırsa yeni bir çağ açılır
    • Henüz süperiletkenliğin ispatı değil. Sıcaklığa bağlı elektrik direnci ölçümü de gerekiyor
      Şimdilik LK-99'un oda sıcaklığında bazı süperiletkenlik özellikleri gösteren bir malzeme olduğu düşünülmeli
    • Yapbozun her parçası için “ispat” değil kanıt kelimesini kullanalım
    • Mevcut anlayışa göre, yönden bağımsız olarak havada kalma gösteren önceki video tek başına bile diyamanyetizma değil süperiletkenlik gösterdiğini söylemek için yeterliydi
      Bu bir dolandırıcılık değilse aslında ilk video ve makale bile gerekli unsurları zaten içeriyordu. Çünkü havada kalma ve sıfır direnç bölgesinden söz ediliyordu
      Ancak genel kabul gören yol, başka laboratuvarların bunu yeniden üretmesi ve makalenin hakem değerlendirmesinden geçmesidir. Birkaç video tek başına yeterli değil
    • Bu bir dolandırıcılık ve Sabine Hossenfelder gibi insanların buna bu kadar kolay kanmasına üzülüyorum
      Mutfakta ya da oturma odasında çekilmiş bir video; rastgele bir TikTok hesabı tarafından yapılmış, yeterlilik belgesi de açıklaması da yok ve “mysterious” etiketi eklenmiş. Zaten bu kadar çok sahte video varken buna kimin inandığını anlamak zor

  • Teorik olarak akı sabitleme gerçek süperiletkenlik olmadan da gerçekleşebilir mi? Doğru anladıysam LK-99, birbirine bağlı olduğunu düşündüğümüz pek çok özelliği epey ayrıştırıyor gibi görünüyor

    • Şimdiye kadar gözlemlenmemiş tamamen yeni bir olgu da olabilir, ama bu pek olası görünmüyor
      Sıradan bir iletkenle ayrılmış çok sayıda çok küçük süperiletken parça olduğunu varsayarsak, pek çok şey açıklanabilir gibi
    • Bunun için yeni fizik gerekir. Tuhaf görünen kısımların çoğu muhtemelen (1) numune safsızlıkları, (2) büyük, pasif bir kütlenin ya da kendi elektromanyetik özellikleri olan bir malzemenin içinde etkin kısmın çok küçük kaldığı uç bir durum, (3) en başta bunun süperiletken olduğu yargısının yanlış olması seçeneklerinden birinden kaynaklanıyordur

  • Gönderide yalnızca videonun BiliBili'den geldiği yazıyor. Gerçek kaynağı bilen var mı? İnanmak istiyorum ama bu video şüpheli

  • Buradaki aygıt fizikçilerine biraz sıra dışı bir sorum var
    Önce doğrulama gerektiğini kabul ederek, bu malzemenin Cooper çifti olmayan bir süperiletken olduğunu varsayalım
    Bu malzemeyle de Josephson eklemi ve SQUID yapılabilir mi?
    Cevap “evet” ise, manyetotellürik jeofizikçiler çok sevinecek

    • Oda sıcaklığında SQUID ve Josephson eklemlerinin manyetotellürik jeofizikte ne için kullanıldığını açıklayabilir misin?

  • Bu malzemeye dokunmak güvenli mi?
    Yakında eBay ve AliExpress'te orada burada görünmeye başlayacakmış gibi geliyor

    • Umarım güvenlidir. Küçük bilye mıknatıslarla yan yana, çocuklar için mükemmel bir oyuncak olurdu
    • İçinde kurşun var
    • Patent başvurusu devam ediyorsa bunu satmak yasal mı? Zaten ortaya çıkmayacağını iddia etmiyorum, sadece merak ediyorum