- Forschende der Beihang University synthetisierten nach dem Verfahren von Lee et al. [3,4] modified lead-apatite, stellten jedoch statt Supraleitung bei Raumtemperatur und Normaldruck ein elektrisch sehr hochohmiges Verhalten fest
- Die Ausgangsmaterialien unterschieden sich deutlich: Pb2SO5 wurde als isolierender Diamagnet mit einer spezifischen Raumtemperatur-Resistivität von etwa 7,18×10⁹ Ω·cm gemessen, Cu3P als paramagnetisches Metall mit etwa 5,22×10⁻⁴ Ω·cm
- Das Endprodukt Pb10-xCux(PO4)6O passte im Röntgenbeugungsspektrum gut zur zuvor berichteten Struktur, zeigte bei Raumtemperatur jedoch eine spezifische Resistivität von etwa 1,94×10⁴ Ω·cm und damit halbleitenden Transport statt metallischen oder supraleitenden Verhaltens
- Bei sinkender Temperatur stieg die spezifische Resistivität stark an und verlief auf einer halblogarithmischen Skala nahezu linear – ein Ergebnis, das den zuvor berichteten „zero resistivity“-Angaben diametral widerspricht
- Auch bei einem Magnetfeld von 1 mT wurde kein starkes diamagnetisches Signal detektiert; auf einem Permanentmagneten traten weder Abstoßungskraft noch magnetische Levitation auf. Daher müssen die Messungen des elektrischen Transports für die Behauptung von Raumtemperatur-Supraleitung in der LK-99-Familie erneut überprüft werden
Gegenstand des Reproduktionsexperiments und Messmethodik
- Nachdem behauptet wurde, in modified lead-apatite sei Supraleitung bei Raumtemperatur und Normaldruck entdeckt worden, folgten weitere Arbeiten zur direkten Reproduktion dieses Materials
- Der zuvor berichtete Syntheseweg besteht darin, Lanarkit Pb2SO5 und Kupfer(I)-phosphid Cu3P zu sintern, um das Endmaterial herzustellen
- Die Forschenden synthetisierten nach demselben Verfahren drei Materialien und verglichen deren Eigenschaften
- Pb2SO5
- Cu3P
- modified lead-apatite Pb10-xCux(PO4)6O
- Die Messungen erfolgten hauptsächlich über Vierpunktmessungen der spezifischen Resistivität und Magnetisierungsmessungen
Pb2SO5: große Bandlücke und isolierender Diamagnetismus
- Pb2SO5 wurde hergestellt, indem PbSO4 und PbO im Molverhältnis 1:1 gemischt und 24 Stunden lang bei 725°C gesintert wurden
- In der Röntgenbeugungsanalyse wurde das erzeugte Pulver als reine Lanarkit-Phase Pb2SO5 bestätigt
- Pb2SO5 in Pelletform zeigte in Raumtemperatur-I-V-Messungen eine sehr hohe spezifische Resistivität von etwa 7,18×10⁹ Ω·cm
- Das entspricht dem Niveau eines Isolators
- Dieser Wert stimmt auch mit der theoretisch berechneten Bandlücke von etwa 3,0 eV überein
- Bei Magnetisierungsmessungen zwischen 300 und 400 K unter einem Magnetfeld von 0,5 T zeigte sich eine negative Magnetisierung, die kaum von der Temperatur abhängt
- Die Magnetisierung lag bei etwa -10⁻⁴ emu/g
- Dies wird als für Oxide typische diamagnetische Eigenschaft interpretiert
Cu3P: metallische Leitung und Paramagnetismus
- Cu3P wurde hergestellt, indem Cu und roter Phosphor als Pulver im Molverhältnis 3:1 gemischt und in einer Vakuumröhre 48 Stunden lang bei 550°C gesintert wurden
- Das Röntgenbeugungsergebnis wurde als reine Cu3P-Phase bestätigt und stimmte mit dem früheren Bericht von Lee et al. überein
- In einer Vierpunkt-I-V-Messung bei Raumtemperatur wurde für das Cu3P-Pellet eine spezifische Resistivität von etwa 5,22×10⁻⁴ Ω·cm gemessen
- Das liegt in einer ähnlichen Größenordnung wie die Raumtemperatur-Resistivität einiger intermetallischer Verbindungen wie FeRh, Mn3Sn oder Mn-Pt-Systeme
- Im Bereich von 400 bis 50 K nahm die spezifische Resistivität bei sinkender Temperatur linear ab und zeigte damit typisch metallisches Verhalten
- Bei Hall-Widerstandsmessungen ließen sich selbst bis 3 T nur schwer verlässliche Daten gewinnen; die unter Berücksichtigung der Messgrenzen geschätzte Ladungsträgerdichte lag bei über 10²² cm⁻³ und entspricht damit einem Metall
- Der Magnetowiderstandseffekt bei Raumtemperatur war nahezu nicht vorhanden, und Magnetisierungsmessungen zwischen 200 und 400 K zeigten Curie-Weiss-artigen Paramagnetismus
Pb10-xCux(PO4)6O: ähnliche Struktur, aber halbleitender Transport
- Das Endmaterial Pb10-xCux(PO4)6O wurde hergestellt, indem Pb2SO5 und Cu3P im Molverhältnis 1:1 gemischt und in einer versiegelten Vakuumröhre 10 Stunden lang bei 925°C gesintert wurden
- Das Röntgenbeugungsspektrum des fertig gesinterten Pulvers passte sehr gut zum von Lee et al. berichteten Spektrum und zum Beugungsmuster von Apatit
- Die Forschenden gehen davon aus, modified lead-apatite wie in den früheren Berichten erfolgreich synthetisiert zu haben
- Die bei Raumtemperatur gemessene spezifische Resistivität des Pb10-xCux(PO4)6O-Pellets lag bei etwa 1,94×10⁴ Ω·cm
- Verglichen damit, dass die Raumtemperatur-Resistivität der meisten Metalle bei unter 10⁻³ Ω·cm liegt, ist dieser Wert mindestens sieben Größenordnungen höher
- Das Material zeigt beim elektrischen Transport eher Halbleiter- als Metallverhalten
- Die temperaturabhängige spezifische Resistivität nimmt bei sinkender Temperatur stark zu
- Auf einer halblogarithmischen Skala zeigt sie ein nahezu lineares Verhalten
- Das stimmt mit typischen halbleitenden Transporteigenschaften überein
- Dieses Ergebnis steht in starkem Gegensatz zur „zero resistivity“-Behauptung von Lee et al. [3,4]
- Das Spannungsrauschen bei der „zero resistivity“ im ersten Bericht [3] lag bei etwa 0,1 μV
- Im zweiten Bericht [4] lag es bei etwa 0,1 mV
- Der Zustand mit niedrigem Widerstand im zweiten Bericht entspricht etwa 10⁻³ Ω·cm und liegt damit nahe an der Raumtemperatur-Resistivität gewöhnlicher Metalle; der Zusammenhang mit Supraleitung könnte daher schwach sein
Magnetische Eigenschaften und messtechnische Vorsichtspunkte
- Obwohl die Struktur den früheren Berichten sehr ähnlich ist, unterscheiden sich die elektrischen Transportdaten stark, weshalb bei der Interpretation der Ergebnisse Vorsicht geboten ist
- Bei elektrischen Transportmessungen an Oxiden können Messartefakte auftreten
- Zwischen Metallelektroden und Oxiden existiert üblicherweise ein Schottky-Kontakt
- Bei schlechtem Kontakt kann ein großer Kontaktwiderstand entstehen
- Selbst wenn die intrinsische spezifische Resistivität deutlich höher liegt oder die Obergrenze der Geräte überschreitet, können Artefakte auftreten, die wie „zero resistance“ aussehen
- Lee et al. [3] berichteten bei einem kleinen Magnetfeld von 1 mT einen starken Diamagnetismus von etwa -7,4×10⁻⁴ emu/g
- In der aktuellen Messung des Pb10-xCux(PO4)6O-Pulvers wurde bei 1 mT kein verlässliches diamagnetisches Signal detektiert
- Es wurde im Bereich einer Messempfindlichkeit von 10⁻⁷ emu nicht nachgewiesen
- Die diamagnetische Magnetisierung unter 1 mT liegt unter -1,61×10⁻⁶ emu/g
- Sie ist zwei Größenordnungen kleiner als der zuvor berichtete riesige Diamagnetismus
- Bei einem Magnetfeld von 0,5 T zeigte das Pb10-xCux(PO4)6O-Pulver paramagnetisches Verhalten
- Als ein Pb10-xCux(PO4)6O-Pellet auf einen handelsüblichen Nd2Fe14B-Permanentmagneten mit einem Magnetfeld von etwa 200 mT an der Oberseite gelegt wurde, wurden weder Abstoßung noch magnetische Levitation beobachtet
- Das Endergebnis zeigt, dass die Behauptung von Raumtemperatur-Supraleitung in modified lead-apatite, insbesondere dessen elektrische Transporteigenschaften, sorgfältiger erneut überprüft werden muss
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Meinungen auf Hacker News
In diesem Thread sollte man verstehen, dass es gerade in der Materialwissenschaft wirklich häufig vorkommt, dass frühe Reproduktionsversuche scheitern, wenn die Methodik-Dokumentation dürftig ist.
Ein Prozess, der in einem Labor funktioniert, muss in einem anderen Labor mit anderer Ausrüstung, Höhenlage, Luftfeuchtigkeit usw. möglicherweise angepasst werden. Außerdem scheint selbst das ursprüngliche Team eine Produktions-Erfolgsquote von nicht mehr als 10 % zu haben, was die Lage noch schwieriger macht. Angesichts der schlampigen Methodik mag es töricht wirken, das arXiv-Paper zu diesem Zeitpunkt veröffentlicht zu haben, aber das LK-99-Team scheint dem ebenfalls zuzustimmen. Ihnen zufolge hat ein Industrie-Wissenschaftler, der vor vier Monaten entlassen wurde, sich selbst als dritten Autor eingetragen und es auf arXiv hochgeladen; das ursprüngliche Team brauchte eigentlich noch Zeit, um die Probenherstellung weiter zu verfeinern und ein Paper nach den üblichen Standards zu erstellen, doch als es faktisch geleakt war, veröffentlichte es innerhalb weniger Stunden die vorhandenen Materialien, um nicht um die Anerkennung gebracht zu werden. Ich glaube nicht, dass sie absichtlich Fehler oder eine unvollständige Methodik veröffentlichen wollten.
Zweitens ist all das vor zwei Tagen passiert. Selbst wenn die Methodik perfekt gewesen wäre, kann man kaum erwarten, dass innerhalb von zwei Tagen, die nicht einmal Arbeitstage waren, gute Reproduktionsergebnisse zurückkommen. Ich weiß nicht, ob dieses Material echt ist, aber ich hoffe es wirklich, und der Verifizierungsprozess kann Monate oder länger dauern. Ein gescheiterter Reproduktionsversuch nach zwei Tagen ist kein Todesurteil.
Auch der Nachweis, dass es kein Supraleiter ist, braucht Zeit, und selbst wenn es einer ist, wissen wir das womöglich eine Weile nicht. Wenn allerdings einer der Influencer oder Maker, die eine Reproduktion versuchen, Erfolg hat und ein überzeugendes Video hochlädt, in dem Flux Pinning oder der Meißner-Effekt gut zu sehen ist, wird diese Person enorm viral gehen.
Das Wissenschaftsmodell, das wir in der Schule gelernt haben, erfasst die zufälligen und flüchtigen Faktoren nicht, die sich in reale Experimente einschleichen. Wir denken: „Methode = Ergebnis, jedes Mal gleich“, aber vielleicht hat das Wackeln mit dem Fuß, um ein eingeschlafenes Bein wieder zu spüren, zufällig die Bindungsaffinität eines niedermolekularen Produkts verringert. Irgendwann findet man das heraus und wackelt nicht mehr mit dem Fuß, aber bis dahin sind schon zwei Jahre vergangen.
Bei einer späteren Veröffentlichung wäre es für andere Forschende vielleicht klarer gewesen, aber durch die frühe Veröffentlichung konnten andere entscheiden, ob sie jetzt einsteigen oder später abwarten. Dass so viele sich entschieden haben, nicht zu warten, spricht wohl dafür, dass es eine gute Entscheidung war.
Man kocht ein Gericht, reproduziert dieses Gericht, schreibt das Rezept auf, lässt es von erfahrenen Köchen nachkochen und dann auch von unerfahrenen Köchen. Dieser Prozess führt zu mehreren Überarbeitungen und kostet viel Zeit.
Dass alte Rezepte mit „Man rupfe zwei Hühner“ beginnen, liegt daran, dass jemand das Rezept befolgt hat, ohne die Hühner zu rupfen. Wenn schon Essen so ist, ist es bei einem Material, das viel weniger Varianz zulässt, noch schwieriger.
Wenn sie den Prozess 24 Jahre lang nicht festzurren konnten, scheint jetzt der Zeitpunkt gekommen zu sein, ihn zu veröffentlichen und andere es versuchen zu lassen.
Der Titel des zuerst eingereichten Papers lautet „The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor“, die Autoren sind Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim und Young-Wan Kwon. Der Zeitstempel ist Samstag, 22. Juli 2023, 07:51:19 UTC https://arxiv.org/abs/2307.12008
Der Titel des zweiten eingereichten Papers lautet „Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism“, die sechs Autoren sind Sukbae Lee, Jihoon Kim, Hyun-Tak Kim, Sungyeon Im, SooMin An und Keun Ho Auh https://arxiv.org/abs/2307.12037. Der Zeitstempel ist am selben Tag 10:11:28 UTC, also 2 Stunden und 20 Minuten nach dem ersten Paper.
In beiden Papern ist Sukbae Lee Erstautor und Jihoon Kim Zweitautor; als Zugehörigkeit ist „Quantum Energy Research center, Inc.“ in Seoul angegeben. Im zuerst hochgeladenen Paper erscheint Young-Wan Kwon als dritter Autor, im zweiten Paper fehlt er, stattdessen wurden vier Personen mit unterschiedlichen Zugehörigkeiten hinzugefügt.
Das zweite Paper scheint in LaTeX geschrieben zu sein, das erste in Word. Titel und Abstract des ersten Papers behaupten ausdrücklich, den weltweit ersten Supraleiter bei Raumtemperatur und Normaldruck hergestellt zu haben. Titel und Abstract des zweiten Papers behaupten nicht ausdrücklich den Nachweis des ersten Supraleiters, verwenden aber einige Begriffe, die nach supraleitenden Eigenschaften klingen.
Der Verdacht lautet, dass Young-Wan Kwon das erste Paper ohne Zustimmung des restlichen LK-99-Teams hochgeladen, sich selbst als dritten Autor eingetragen und die anderen vier ausgelassen hat. Zwei Stunden später habe der Rest des LK-99-Teams dann so viele der vorhandenen Materialien wie möglich in das zweite Paper gepackt und es so schnell wie möglich veröffentlicht.
Persönlich sieht es für mich so aus, als sei das tatsächlich passiert. Es erklärt, warum aus derselben Gruppe am selben Tag zwei Paper zum selben Thema hochgeladen wurden und warum die Autorenlisten unterschiedlich sind. Ich habe es mir noch nicht im Detail angesehen, aber vermutlich lassen sich damit auch viele der merkwürdigen Punkte erklären, die Leute in den ersten beiden Papern bemerkt haben.
Dadurch bin ich deutlich zuversichtlicher geworden, dass diese Behauptung echt sein könnte. Die bisherigen Informationen passen zu dem Szenario, dass ein Forschungsteam, das zu einer frühen Veröffentlichung gezwungen wurde, mit einem etwas heiklen Herstellungsprozess einen Supraleiter hergestellt hat. Die Belege reichen bei Weitem nicht aus, um zu schließen, dass LK-99 ein Raumtemperatur-Supraleiter ist. Aber ein einzelner gescheiterter Reproduktionsversuch beweist nicht, dass LK-99 kein Supraleiter ist. Wenn der Herstellungsprozess empfindlich ist, könnten Dutzende gescheiterte Reproduktionen und einige erfolgreiche Reproduktionen herauskommen.
Was sie hergestellt haben, ist eindeutig nicht LK-99
In der Arbeit heißt es: „Wie in Abbildung 9 zu sehen ist, stimmt das Röntgenbeugungsspektrum des Pulvers, das durch Zerkleinern des endgültigen Sinterprodukts gewonnen wurde, sehr gut mit dem von Lee et al. [3] berichteten Röntgenbeugungsspektrum überein und passt auch gut zum Beugungsmuster von Apatit. Dies belegt, dass die Synthese von modifiziertem Blei-Apatit wie bei Lee et al. [3,4] gelungen ist.“
Zunächst einmal muss Geld in die „Spektrum“-Strafkasse gezahlt werden. XRD ist kein Spektrum, sondern ein Beugungsmuster, und es löst nicht Energie, sondern Raum auf.
Wenn man sich aber Abbildung 9 ansieht, ist es nicht dasselbe Material. Der Peak bei etwa 17,5 Grad fehlt, und in der Nähe von 25 Grad gibt es einen zusätzlichen Peak. Außerdem sind alle Peaks gegenüber der LK-99-Struktur um fast denselben Betrag verschoben, ähnlich stark wie LK-99 gegenüber reinem Blei-Apatit verschoben ist. Das bedeutet, dass die Elementarzelle kleiner ist. Wenn die im ursprünglichen LK-99-Paper angegebene Kompression von 0,5 % stimmt, könnte in dieser Arbeit eine Überkompression vorliegen.
Das XRD-Muster sagt nur aus, dass sie etwas Falsches hergestellt haben und dass es nicht supraleitend war. Im Gegenteil ist beeindruckend, wie hoch die Phasenreinheit im ursprünglichen LK-99-Paper war.
Allerdings gibt es auch beim XRD-Muster der Originalarbeit Probleme. Es wurde nicht angegeben, bei welcher Energie die XRD-Messung durchgeführt wurde; man würde dann Cu-Kα vermuten, sicher ist das aber nicht. In jedem Fall sollte bei einer Pulvermessung ein Peak nicht vollständig verschwinden. Bei einem Pellet könnte er wegen Orientierungseffekten fehlen.
Der größte Unterschied ist der Peak um 44 Grad: In der ursprünglichen Studie ist er sehr deutlich, in dieser Studie dagegen viel schwächer. Zwischen den XRD-Mustern gibt es zwar eine starke Ähnlichkeit, aber wenn man berücksichtigt, dass das gestern erschienene Theorie-Paper selektive Platzsubstitution als Voraussetzung für Supraleitung nennt, könnten solche „kleinen“ Unterschiede entscheidend sein.
Für Menschen, die keine Chemiker oder Physiker sind: Kürzlich gab es unter https://news.ycombinator.com/item?id=36864624 die spannende Behauptung, ein neues Material könne bei Raumtemperatur Strom perfekt leiten. Genau das bedeutet „Supraleitung“: https://en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity
Dieses Material ist eine modifizierte Form des Minerals Blei-Apatit, hergestellt durch Kombination von Lanarkit und Kupferphosphid mit einer bestimmten Dotierung.
Die Forschenden dieses Berichts wollten überprüfen, ob die Behauptung stimmt, und stellten dafür die gleiche Art von Materialien her, also Lanarkit, Kupferphosphid und modifiziertes Blei-Apatit, und testeten elektrische Leitfähigkeit sowie die Reaktion auf Magnete.
Das Ergebnis: Lanarkit (Pb2SO5) leitete Strom kaum, und Kupferphosphid (Cu3P) leitete ähnlich wie ein Halbleiter. Auch das modifizierte Blei-Apatit, das eigentlich ein Supraleiter sein sollte, verhielt sich je nach Bedingungen eher wie ein Halbleiter, der Strom leitet.
Eine zentrale Eigenschaft von Supraleitern ist außerdem, dass sie Magnete abstoßen. Als die Forschenden jedoch einen Magneten in die Nähe des Blei-Apatits brachten, gab es keine Abstoßung. Daher sind sie der Ansicht, dass die ursprüngliche Behauptung eines Raumtemperatur-Supraleiters vorsichtiger überprüft werden muss. In diesem Test sah es nicht wie ein Supraleiter aus.
Ich denke, dieses theoretische Ergebnis von Griffin vom Livermore Lab erklärt, warum mehrere Labore Schwierigkeiten haben, LK-99-Proben zu reproduzieren: https://arxiv.org/pdf/2307.16892.pdf
Im Grunde gibt es zwei Arten sich wiederholender Kristallzellen. Den theoretischen Berechnungen zufolge treten supraleitende Eigenschaften auf, wenn eine Zelle durch Kupfer substituiert wird, bei der anderen jedoch nicht. Die „schlechte“ Substitution ist energetisch günstiger und tritt daher leichter auf.
Das Paper besagt: Wird Cu an der passenden Pb(1)-Position substituiert, zeigen sich zentrale Merkmale von Supraleitung mit hoher Tc, nämlich ein sehr flaches, isoliertes d-Multiplett sowie die potenzielle Existenz fluktuierender magnetischer, Ladungs- und Phonon-Moden. Wird dagegen an der anderen Pb(2)-Position substituiert, die energetisch zwar günstiger ist, zeigen sich die gewünschten Eigenschaften nicht. Das deutet auf eine Synthese-Herausforderung hin, Cu an die richtige Position zu bringen, um eine supraleitende Bulk-Probe zu erhalten.
Trotzdem ist das Paper interessant, besonders da Leute inzwischen unabhängig diamagnetische Effekte reproduzieren.
Einer Studie aus Berkeley vom 1. August 2023 zufolge deutet die theoretische Analyse darauf hin, dass auf Apatit basierende Hochtemperatur-Supraleiter möglich sind, und weist auf Schwierigkeiten bei der Synthese hin.
Wenn Cu an der passenden Pb(1)-Position substituiert wird, zeigt es die zentralen Merkmale von Supraleitung mit hohem Tc; andere Pb(2)-Positionen weisen diese Eigenschaften jedoch nicht auf, obwohl sie Substitutionsplätze mit niedrigerer Energie sind. Das deutet darauf hin, dass die richtige Cu-Substitution zur Gewinnung supraleitender Bulk-Proben eine Herausforderung bei der Synthese ist.
https://arxiv.org/abs/2307.16892
Eine Zusammenfassung für Nichtfachleute gibt es unter https://twitter.com/Andercot/status/1686215574177841152. Erstaunlich ist nicht nur, dass die Simulation zugunsten von Supraleitung ausfiel, sondern auch, dass sie zu dem passt, was die ursprünglichen Forscher vorgeschlagen haben, und zu den Syntheseproblemen, mit denen Replikationsversuche kämpfen.
Die Simulation modellierte das, was die koreanischen Originalautoren für den Ablauf im Material vorgeschlagen hatten: Kupferatome dringen in die Kristallstruktur ein und ersetzen Bleiatome, wobei sich der Kristall leicht verformt und um 0,5 % schrumpft. Es wurde vorgeschlagen, dass diese besondere Struktur die erstaunlichen Eigenschaften ermöglicht.
Schließlich bilden sich die interessanten Leitungswege nur dann, wenn Kupferatome eine im Kristallgitter weniger wahrscheinliche Position einnehmen, also einen Bindungsplatz mit höherer Energie. Daher muss nur in einem sehr kleinen Teil des gesamten Kristalls Kupfer genau an der richtigen Stelle sitzen, was die Synthese schwierig machen kann.
Es ist wirklich erstaunlich, dass sie so schnell ein Paper veröffentlicht und zugleich einen so wichtigen Einblick in das Problem geliefert hat.
In dem Paper steht auch dieser großartige Satz: „Eine solche Kristallfeldumgebung sollte auch in eingefügten verdrehten Hetero-Bilayern möglich sein, wobei die Wahl unterschiedlicher Hetero-Bilayer die gebrochene Spiegelsymmetrie liefern und die Moiré-Verdrehung beliebige Rotationen der oberen und unteren Dreiecke ermöglichen kann.“
Leider ist das rechnerisch nicht machbar, und die Wahrscheinlichkeit vieler echter Treffer ist wohl gering.
Ich frage mich, ob man Theoretiker mit einem plausibel klingenden arXiv-Paper dazu bringen könnte, praktisch beliebige Materialien zu simulieren. Ich nehme es zurück. Ich weiß bereits, dass das möglich ist.
Falls ja, wäre das nur Bestätigungsfehler; wenn solche Analyseergebnisse aber eher selten sind, könnte etwas dran sein.
Es heißt: „Als ein gepresstes Pb10-xCux(PO4)6O-Pellet bei Raumtemperatur auf einen kommerziellen Nd2Fe14B-Magneten gelegt wurde, war keine Abstoßung spürbar und es wurde keine magnetische Levitation beobachtet.“
Wie sollte man dann das Video erklären, das magnetische Levitation zeigt? https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n
Wenn das verlinkte Paper diesen Effekt nicht reproduzieren konnte, scheinen mir zwei Möglichkeiten zu bestehen. Erstens: Das Video ist gefälscht. Das ist aber sehr schwer vorstellbar, weil damit die Karrieren der Autoren vorhersehbar beendet wären. Zweitens: Aus irgendeinem Grund ist die in diesem Paper synthetisierte Probe nicht identisch mit der ursprünglichen Probe.
Daher ist wirklich unklar, ob alle dasselbe Material herstellen. Es ist bedauerlich, dass das Ganze veröffentlicht wurde, bevor die Autoren das Paper überarbeiten konnten.
Ich bin weder Physiker noch Chemiker.
„Als ich dieses Video sah, verlor ich die Hoffnung in diese Entdeckung. Für mich sieht das nicht nach dem Meißner-Effekt aus.“
Ein Diamagnet, der kein Supraleiter ist, kann wegen einer grundlegenden Instabilität nicht frei schweben und fällt immer aus der Levitation heraus, sofern er nicht auf eine bestimmte Weise rotiert. Der Supraleiter im Video hat physischen Kontakt mit dem darunterliegenden Magneten; das kann ausreichen, um diese Instabilitätsbedingung aufzuheben und das Material stabil zu halten.
Sieht es nicht so aus, als wäre eine Art Annealing-Prozess nötig? Dieses Material ist im Grunde Pulver, das in Pillenform gepresst wurde; wenn die supraleitenden Eigenschaften nicht nur in den einzelnen Pulverkörnern vorhanden sind, sondern auch leicht über die Grenzen hinweg übertragen werden können, dürfte es sehr wahrscheinlich ein äußerst schlechter Leiter sein.
Deshalb frage ich mich, ob die endgültige Form nicht eher einer Keramik ähneln müsste. Vielleicht verstehe ich da auch etwas nicht.
Auch die schwebende Probe auf dem ursprünglichen Foto und Video, die das Ganze ausgelöst haben, hat eine seltsame Form, als wäre sie von einem größeren Stück abgebrochen.
Man muss die Probe zerbrechen und sehen, ob irgendein Körnchen schwebt. Das ist auf Twitter fast wie ein Refrain, jedes Mal wenn als fehlgeschlagene Reproduktion eine große, kompakt gepresste Pellet-Probe auftaucht.
Wenn sich erst einmal bestätigt, dass es tatsächlich passiert – selbst nur an einer kleineren, eindeutig supraleitenden Probe von der Größe eines Sandkorns oder Reiskorns –, dürfte es nicht schwierig sein, den Prozess so zu verbessern, dass größere, zusammenhängende Proben mit diesem Effekt entstehen. Solange nur klar ist, dass es sich um einen Raumtemperatur-Supraleiter handelt, können sich Analyseexperten darauf stürzen, sobald mehr Proben verfügbar sind. Es gibt weltweit Fachleute für Analytik, Kristallografen, Spektroskopiker und Spezialisten aus Teilgebieten der analytischen Chemie; wenn es eine eindeutig supraleitende Probe gibt, können sie herausfinden, was die Magie ausmacht und was nötig ist, um größere und zahlreichere schwebende Steine herzustellen.
Als ich das Foto der schwebenden Probe sah, fand ich es merkwürdig, dass das Material schräg schwebt: https://www.newscientist.com/article/2384782-room-temperature-superconductor-breakthrough-met-with-scepticism/
Der abgebrochene Teil schwebt, während der „gepresste“ Teil auf der Platte liegt. Für mich sieht das so aus, als bestünde ein erheblicher Teil der Probe nicht aus dem Zielmaterial.
Wenn das Zielmaterial gleichmäßig verteilt wäre, sollte die Schwebeeigenschaft mit der Dicke des Stücks korrelieren und das gesamte Stück gleichmäßig schweben. Wenn ein 1-mm-Stück eine Einheit Auftrieb hat, müsste ein 5-mm-Stück fünf Einheiten haben; wenn der 1-mm-Teil schwebt, müsste auch der 5-mm-Teil schweben.
Da es nicht gleichmäßig schwebt, scheint das Zielmaterial ungleichmäßig verteilt zu sein. Mehr noch: Ich halte es für möglich, dass sich das Zielmaterial tatsächlich nur in einem Teil der Probe konzentriert. Vielleicht ist es sogar der kleine silbrige Punkt nahe dem Ende des Risses.
Nach dem, was ich gelesen habe, ist es sehr schwierig, das Kupfer an die richtige Position zu bringen. Der Prozess selbst funktioniert zwar, aber um ein Stück zu erzeugen, das groß genug ist, um den Schwebeeffekt zu tragen, könnte eine Menge Glück nötig sein.
Es ist ein bisschen so, als würde man in die Mitte eines halb aufgegessenen Kuchens einen „superstarken“ Heliumballon stecken. Der Heliumballon hebt den Kuchen an, aber wegen des Gewichts der ungegessenen Hälfte kippt er zur Seite.
Ich war wegen des „this http URL“ im Abstract wirklich verwirrt, aber es stellte sich heraus, dass arxiv.org die Widerstandseinheit ohm.cm wie eine URL gelesen hatte.
Es scheint neue Hinweise zugunsten der Echtheit zu geben.
https://twitter.com/Andercot/status/1686215574177841152
Ergebnisse des National Lab (LBNL) stützen LK-99 als Supraleiter bei Raumtemperatur und Normaldruck. Auch eine vor einer Stunde auf arXiv veröffentlichte Simulation stützt die Einschätzung, dass LK-99 der heilige Gral der modernen Materialwissenschaft und angewandten Physik ist.
https://arxiv.org/abs/2307.16892
Ich kann kaum glauben, dass die Kommentare im anderen Thread von anderen Praktikern stammen. DFT ist nämlich notorisch instabil, insbesondere wenn ungewöhnliche Korrelationseffekte im Spiel sein können, und sie scheinen sich ihrer Ergebnisse viel zu sicher zu sein.
Wenn der Unterschied im Verhalten zwischen ihrer Probe und der Probe aus dem Paper von Lee et al. so groß ist: Ist das wirklich dasselbe Material? Selbst wenn sich die Leitfähigkeitseigenschaften durch Fehler im Messverfahren erklären lassen, warum unterscheidet sich dann die Reaktion auf Magnetfelder? Waren die ursprünglichen Autoren unehrlich, oder war das reproduzierte Material ein anderes? Die Röntgenanalyse scheint dafür zu sprechen, dass beide sehr ähnliche oder gleiche Materialien sind. Ich vermute, dass wir in der nächsten Woche mehr solcher Fälle sehen werden, wenn chinesische Labore weitere Proben herstellen.
Die Probe, die schwebte, war annealt. Das könnte das Problem sein.