- LK-99 ailesinden bakır ikameli kurşun apatitinde (CSLA) 250 K altında M-H histerezisi ve 300 K üzerinde ZFC-FC ayrışması gözlemlendi; bu da oda sıcaklığına yakın Meissner etkisi olasılığının sürdüğünü gösteriyor
- Araştırmacılar, aşırı bakır katkılamasından kaynaklanan ferromanyetizmayı azaltmak için Pb9.1Cu0.9(PO4)6S bileşimini seçti ve çöktürme, hidrotermal işlem, argon ve oksijen atmosferinde kalsinasyon adımlarıyla numuneyi üretti
- 25 Oe’de tüm M-T eğrileri diyamanyetik davranış gösterdi, ancak 200 Oe’de paramanyetik hale geçti; bu da önceki düşük manyetik alan mikrodalga soğurma deneylerindeki yaklaşık 30 Oe’lik Hc1 ile örtüşüyor
- M-H ölçümlerinde 250 K, 200 K ve 100 K’de ±500 Oe aralığındaki sinyal genel olarak paramanyetikti, ancak 10 Oe altında süperiletken tipinde histerezis döngüsü gözlemlendi
- Numunedeki aktif bileşen çok küçük olduğundan sinyal son derece zayıf; XRD’de de kalıntı oksitler ve bakır sülfür girişimi olasılığı sürdüğü için daha fazla aktif bileşene sahip, ölçeklenebilir bir sentez gerekiyor
Meissner etkisini doğrulamaya yönelik deney hedefi
- Tam diyamanyetizma, yani Meissner etkisi, süperiletken adaylarını değerlendirmede temel ölçütlerden biridir
- Meissner etkisini değerlendirmek için genellikle iki gözlemin birlikte bulunması gerekir
- ZFC ve FC ölçümleri arasında ayrışma bulunan diyamanyetik M-T eğrisi
- Kritik sıcaklığın altında belirgin kritik manyetik alana sahip süperiletken tipinde M-H histerezis döngüsü
- Bakır ikameli kurşun apatiti (CSLA), diğer adıyla LK-99, oda sıcaklığı süperiletken adayı olarak gündeme gelmişti; ancak tam Meissner etkisi henüz doğrulanmış değil
- Bu çalışmanın odağı, önceki raporlarda eksik kalan doğru akım (dc) histerezisinin doğrudan gözlemlenmesi
- Lee ve diğerleri büyük bir diyamanyetizma bildirmişti, ancak Habamahoro ve diğerleri bunu Cu2S kaynaklı olarak yorumladı
- Önceki dc ölçümlerinde kritik histerezis döngüsü yoktu; yalnızca mikrodalga koşullarında gözlemlenmiş örnekler bulunuyor
Numune üretimi ve manyetizasyon ölçüm prosedürü
- Ferromanyetik sinyali azaltmak için bakır katkılama oranı ayarlanmış Pb9.1Cu0.9(PO4)6S numunesi tasarlanıp üretildi
- Üretim şu sırayla gerçekleştirildi
- Fosfatlar ve kurşun sülfür sulu çözeltide birlikte çöktürme yoluyla karıştırıldı
- pH 8 koşulunda 180°C’de 24 saat yüksek basınçta ısıtıldı
- Argon atmosferinde 900°C’de 8 saat kalsine edildi
- Sıcaklık 500°C’ye düşürüldükten sonra saf oksijen atmosferinde 48 saat daha kalsine edildi
- Oksijen varlığında oda sıcaklığına kadar soğutuldu
- Önceki çalışmalara göre en güncel sentez yöntemlerinde bile CSLA’nın süperiletken bileşeni çok küçük ve kritik manyetik alanı onlarca Oe düzeyinde zayıf
- Güçlü paramanyetik sinyal, düşük manyetik alandaki süperiletkenlik olasılığını örtebileceğinden numune saflığı önemlidir; ancak bakır katkılama oranı düşürüldüğünde gözlemlenen sinyal de zayıflayabilir
- Vorteks cam fazının (vortex glass phase) güçlü bellek etkisi nedeniyle, güçlü manyetik alana maruz kalan numuneler manyetizasyon geçmişini hatırlayabilir; bu yüzden ölçüm prosedürü dikkatle tasarlanmalıdır
- dc manyetizasyon ölçümlerinde MPMS-3 SQUID kullanıldı; manuel konumlandırma ve Fixed Center dc moment verilerinden yararlanıldı
- Başlangıç manyetizasyonu olmayan gevşemiş numunede 25 Oe ve 200 Oe ZFC eğrileri ölçüldükten sonra, 300 K, 250 K, 200 K ve 100 K’de M-H eğrileri ölçüldü
- Ardından numune sıfır manyetik alanda demanyetize edilip 10 K’ye kadar soğutuldu; süperiletkenliği ve cam fazı bellek etkisini doğrulamak için ZFC-FC eğrileri yeniden ölçüldü
M-T eğrilerindeki diyamanyetizma ve bellek etkisi
- M-T eğrileri, manyetik alan taramasından önce ve sonra belirgin ZFC-FC ayrışması gösteriyor
- 25 Oe koşulunda tüm eğriler diyamanyetik davranış sergiliyor
- 200 Oe koşulunda paramanyetizma ortaya çıkıyor
- Bu, düşük manyetik alan mikrodalga soğurma çalışmasında önerilen düşük kritik manyetik alan Hc1 = 30 Oe ile uyumlu
- İlk manyetizasyondan sonraki ZFC eğrisi öncekinden daha düşük oldu ve yaklaşık 100 K civarında belirgin bir kırılma görüldü
- Son manyetik alan taraması 100 K’de yapılmış halde soğutulduğu için bu kırılma cam fazı bellek etkisini gösteriyor
- Yaklaşık 250 K civarında da bir geçiş noktası bulunuyor ve bu kritik sıcaklık Tc olarak görülebilir
- 200 Oe koşulunda eğri 50 K altında aşağı doğru kırılarak cam fazı davranışını daha belirgin biçimde ortaya koyuyor
Düşük manyetik alanda ortaya çıkan M-H histerezisi
- 250 K, 200 K ve 100 K’de ölçülen M-H eğrileri, güçlü manyetik alan bölgesinde temelde paramanyetik sinyal gösteriyor
- 10 Oe altında, süperiletkenlerde tipik olarak görülen histerezis döngüsü net biçimde gözlemleniyor
- Numunedeki aktif bölüm çok küçük olduğundan ham verilerin sinyal-gürültü oranı görece düşük
- 250 K’nin üzerindeki sıcaklıklarda histerezis doğrulanamıyor
- Manyetik alan ileri ve ters yönde tarandığında asimetri ortaya çıkıyor
- Sıfır manyetik alan civarında negatif pik, pozitif pikten daha keskin
- Aynı asimetri daha önce mikrodalga soğurmada da gözlemlenmişti
- İlk manyetik alan taraması ileri yönde olduğundan, numunenin ilgili vorteks akımlarını üretip bunları hatırlamış olması mümkün; ancak bunun gelecekte doğrulanması gerekiyor
Başlangıç manyetizasyonu, XRD ve kalan belirsizlikler
- Histerezis döngüsünde 25 Oe’deki manyetizasyon pozitifken, M-T eğrisinde negatif görünüyor; bu nedenle başlangıç manyetizasyon eğrisi yorumlamada temel değişken olarak öne çıkıyor
- Başlangıç manyetizasyon eğrisi ile ilk ters yönlü tarama eğrisi ayrı ayrı incelendiğinde, başlangıç eğrisinde 50 Oe altındaki manyetizasyonun negatif olduğu görülüyor
- Bu, olağandışı bir manyetizasyon mekanizmasına işaret ediyor
- Oda sıcaklığında da histerezis var ve ayrışma noktası yaklaşık 350 Oe
- Bu histerezis mikrodalga soğurmada da görülmüştü ve vorteks cam fazından kaynaklandığı şeklinde yorumlanıyor
- Düşük sıcaklıklarda ayrışma noktası artıyor ve düşük manyetik alanda pikler ortaya çıkıyor; bu da Meissner fazının var olma olasılığına işaret ediyor
- XRD verileri Materials Studio’nun Reflex modülüyle rafine edildi ve apatitin P63/m yapısı özellikleriyle uyumlu bulundu
- 25–27° ve 30–40° aralıklarında küçük uyumsuzluklar var; bunlar kalıntı oksitlerden kaynaklanmış olabilir
- Saf oksijen atmosferinde uzun süre kalsinasyon yapılmasına rağmen, sentez sürecinde kasten kükürt elementi eklendiği için bakır(I) sülfür girişimini tamamen ortadan kaldırmak zor
- CSLA’nın diyamanyetizması hem M-T eğrileri hem de M-H histerezis döngüleri üzerinden incelendi ve gözlem 250 K’ye kadar mümkün oldu
- 300 K üzerinde de ZFC-FC ayrışması bulunduğundan oda sıcaklığı süperiletkenliğinin gözlemlenme olasılığı sürüyor; ancak mevcut numunenin sinyali çok zayıf olduğundan daha fazla aktif bileşene sahip, ölçeklenebilir numune sentezi gerekiyor
1 yorum
Hacker News yorumları
Biraz arka plan eklemek gerekirse, kamuya açık şekilde LK-99 türevi oda sıcaklığı süperiletkenlerini izleyen iki Çinli ekip vardı; bunlara keyfi olarak “Kuzey Çin ekibi” ve “Güney Çin ekibi” deniyordu.
Kuzey Çin ekibine Pekin’den Hongyang Wang, Güney Çin ekibine ise Guangzhou’dan Yao Yao liderlik ediyordu.
İki ekibin sentez ve analiz yöntemleri farklıydı: Kuzey Çin ekibi hidrotermal sentez ve SQUID ölçümleri, Güney Çin ekibi ise katı hâl sentezi ve EPR ölçümleri kullanıyordu.
Bu makale iki tarafın ortak makalesi; birbirlerinin sonuçlarını yeniden ürettiler ve makalede muğlak olsa da perde arkası yazılarında bunu açıkça belirtiyorlar.
Süperiletkenliğe dair belirgin bir sinyal ölçtüler; 250 K kesin, ancak 300 K kesin olmadığı için “near room temperature” diye yazmışlar.
“possible” ifadesi, perde arkası yazılarına bakınca aslında daha çok alçakgönüllü bir ifade gibi duruyor.
İlginizi çekerse perde arkası yazısını mutlaka okumaya değer: https://www.zhihu.com/question/637763289 Çince; Hongyang Wang 真可爱呆, Yao Yao ise 洗芝溪 olarak geçiyor.
Geçen sefer de “olası Meissner etkisi” vardı ama sonuçta bunun diyamanyetizma olduğu ortaya çıktı.
Ek kanıtlar birikene kadar temkinli bakmanın bir zararı yok.
“Süperiletkenliğin Birinci Yasası: teorik fizikçilerden uzak dur.” Kurallar bozulmak için mi vardır diye düşündürüyor.
Birkaç yıldır sarhoş olmamışken, geçen cuma deney sonucu fotoğrafları ve gerçek zamanlı ölçümleri sürekli gönderdikleri; her birini aldıkça bir kadeh içip sonunda tamamen dağıldığı ve öğrencilerin onu sırtlayıp götürdüğü için utandığını anlattığı bir bölüm de var.
Çünkü LK-99 sahte çıkmış olmasına rağmen, onun varyasyonlarını yapmaya çalışırken sayısız deneme arasında tesadüfen çalışan bir bileşik bulduklarına inanmam gerekiyor.
Tamamen farklı ve hâlâ geçerli bir araştırma hattından çıkmış olmasına kıyasla daha az ikna edici.
Bilim ve teknoloji tarihinde daha tuhaf şeyler de oldu, ama çok fazla değil.
Buradaki current, hem elektrik akımı hem de “mevcut” anlamında bir kelime oyunu.
Bu etki için ne kadar basınç gerektiğini ve pratik kullanımı sınırlayan başka koşullar olup olmadığını da merak ediyorum.
250 K, -23°C ya da -9°F demek; soğuk bir kış günü kadar, yani gerçekten neredeyse oda sıcaklığı sayılabilir.
Henüz STP, yani standart sıcaklık ve basınç olan 0°C/1 atm değil, ama yakında mümkün olabilir.
https://www.indstate.edu/cas/chem_phys/filling-nmr-magnet
Mevcut süperiletkenleri helyum ile soğutmak pahalı ve ekipman da büyük.
Küçük bir Peltier soğutucu ya da sıradan buzdolabı benzeri bir düzenekle bir süperiletkeni soğutabiliyorsanız bu muazzam bir avantaj olur.
Teksas açısından -9°F’nin neredeyse oda sıcaklığı olduğuna katılmak zor, ama dondurucu bazen o seviyeye kadar iniyor.
Cesaret verici olan, tek bir gerçek örneğin yeterli olması.
Sadece bir tane yeter; her yıl daha da yaklaşıyormuşuz gibi geliyor.
Tel ya da levha yapılabilecek kadar sünek olup olmadığına, hızla korozyona uğrayıp uğramadığına, uzun vadede kararlı olup olmadığına, başka metallerle fazla kolay alaşım yapıp yapmadığına bakmak gerekir.
Malzemelerde hem üretim hem kullanım bağlamında önemli olan çok sayıda özellik vardır; bazı sorunlar başka süreçlerle giderilebilir ama hepsi değil.
Yine de bir tane bulunursa, ilgili olasılıklarla dolu bir odanın kapısını tekmeyle açıp içeri girmek gibi olur.
Bağımsız olarak yeniden üretilene kadar bilim değildir.
O zamana kadar daha çok “ilginç, ama başka biri bunun manipülasyon olmadığını gösterene kadar inanamam” kategorisindedir.
Birisi bunu azıcık farklı bir yöntemle yapıp çalıştığını iddia ettiğinde sayaç her seferinde yeniden sıfırlanır.
Oda sıcaklığı süperiletkenliği muazzam bir atılım olurdu, ancak gerçek bir ürüne dönüşmeden önce aşılması gereken çok sayıda engel var.
Bir mıknatısın altında numunenin havada durduğu fotoğraf bağlantısı: https://nitter.net/pronounced_kyle/status/174272502945091611...
LK-99’un “havalanma” fotoğrafını açıklayan ünlü teorilerden biri şuydu: malzemenin kendisi diyamanyetik olduğu için mıknatısı iter, ancak demir safsızlıkları nedeniyle mıknatıs tarafından çekilir.
Bu yüzden küçük parçanın bir köşesine mikroskobik bir demir parçası yapışıp mıknatısa tutunur; geri kalan büyük kısmı itildiği için yalnızca bir köşesi temas ederken “yarı havada” gibi görünür.
Zamanla numunelerin eğik durup neredeyse havada gibi göründüğü, ama tamamen havada olmadığı tutarlı şekli tanımaya başlarsınız.
Ayrıca karanlık bir odada diyaframı iyice açıp çekim yapıldığında, numunenin mıknatısa temas ettiği nokta optik olarak bulanıklaşabilir.
Özellikle çok küçük numunelerin makro fotoğrafları bu etkiye açıktır; gerçekte temas ediyor olsalar bile gözle görülür bir “boşluk” varmış gibi görünebilir.
Daha iyi odakla ya da focus stacking ile çekilirse, mıknatısla temas eden küçük nokta yine ortaya çıkacaktır.
Doğru anladıysam bu histerezis de numunedeki çok küçük bir demir kirliliğinden kaynaklanıyor olabilir diye düşünüyorum
Ferromanyetik histerezis sıcaklık arttıkça büyür; burada ise düşük sıcaklıkta histerezis daha güçlü
Düşük sıcaklıkta gözlenen histerezisin büyüklüğü de tespit edilmemiş bir kirlilikle açıklanamayacak kadar büyük
Üstelik araştırmacılar numunenin ters dönmüş halde tamamen havada asılı kaldığı bir fotoğraf paylaştılar; bunu başka bir şekilde açıklamak oldukça zor
Uzun cevap: mümkün olabilir
Bakır sülfür pek çok tuhaf olgu gösteriyor ve ferromanyetizmayı beklenmedik biçimlerde etkilemesi de çok kolay
Numunede çok miktarda demir bulunma olasılığı da tamamen dışlanamaz; oda sıcaklığı süperiletkeni konusunda devasa teşvik, verileri çarpıtma ya da düpedüz uydurma konusunda güçlü bir ayartma yaratıyor: https://www.science.org/content/article/plagiarism-allegatio...
Orası benim mezun olduğum okul olduğu için içim rahat değil
Anton Petrov bunu bir videoda ele alana kadar gerçek değildir
Sonra PBS tarafındaki videolara bakıyorum, bazen Sabine’i de izliyorum ama onu %100 doğruluk ya da en azından asgari doğrulama bekleyerek izlemiyorum
LK-99 olayını biraz takip edince, düzgün bir Meissner etkisinin mıknatısın üzerinde havada durup dokunulduğunda başka bir konumu koruması (https://youtu.be/F9ukYM4cSOk?t=11) LK-99’un diyamanyetik olgusundan çok farklı görünüyordu
LK-99’da bir ucu mıknatısa değiyor ve biraz sallanıyordu
Yukarıdaki videodaki gibi bir görüntü gösterilene kadar şüpheci kalacağım
Şu anda Finlandiya’dayım ve hava -30°C; bakır ikameli kurşun apatit ayakkabılarım olsa manyetik levitasyonla işe gidebilirdim
İnanmak istiyorum, gerçekten inanmak istiyorum
Ben de dahil
Hastalık, yoksulluk, enerji, ulaşım ve eğlencenin hepsinin ucuz ve bol olduğu bir dünya; lütfen bu gerçek olsun
250 K, -23,15°C’dir
Bugün tesadüfen Moskova hava durumuna baktım; -23°C ile -26°C arasındaydı
Oda sıcaklığı demek zor ama bazı şehirlerde dış hava sıcaklığı bu olabiliyor
Tipik kış sıcaklıkları -10°C’nin üzerindedir