Mark Garlick/Science Photo Library/RF via Getty Images

Sci-Memo: Chiar au fost descoperiți supraconductori care pot funcționa la temperatura camerei?18 min read

De Ionuț Preda 03.08.2023

Două articole încă neverificate independent despre LK-99, un posibil nou material care ar putea revoluționa tehnologia, au pus lumea științifică (și nu numai) pe jar.

O echipă de cercetători din Coreea de Sud susține că a reușit să creeze, în premieră, un supraconductor care funcționează la temperatura camerei, un tip de material care ar putea schimba radical tehnologia.  Aproape imediat a început o cursă între laboratoare din toată lumea pentru a verifica afirmația.

Supraconductorii sunt materiale care nu opun rezistență electrică și resping câmpurile magnetice, permițând deplasarea curentului electric prin acestea cu pierderi infime sau chiar zero. Însă supraconductorii descoperiți până acum funcționează doar la temperaturi extrem de scăzute, de multe ori sub -100°C, și la presiuni extrem de ridicate. În prezent, materiale supraconductive sunt folosite în imagistica medicală, în cercetare, la trenuri cu levitație magnetică (Maglev) sau în circuitele electrice supraconductibile ale calculatoarelor cuantice.

Problema este că, în ciuda eficienței lor extrem de ridicate, supraconductorii nu pot fi folosiți pentru aplicații mai generale, deoarece necesită soluții complexe și costisitoare pentru a păstra constant temperatura și presiunea necesară pentru manifestarea supraconductibilității. O utilizare pe scară largă a acestora ar necesita materiale care pot fi supraconductoare în condiții ambientale.

Exact asta susține o echipă de cercetători sud-coreeni că ar fi descoperit. Totul a început cu două studii pre-print, publicate pe 22 iulie în rețeaua arXiv,„Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism”, arxiv.org; „The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor”, arxiv.org care descriu un compus numit LK-99. Conform studiilor, acesta arată semne că ar putea avea supraconductibilitate la temperaturi ambientale. LK-99 este creat printr-un proces care combină un mineral pe bază de plumb, lanarkita, cu fosfură de cupru.

Într-o demonstrație video,Disponibilă pe sciencecast.org cercetătorii au arătat cum cel puțin o parte a unei bucăți din acest material demonstrează așa-numitul efect Meissner, levitând deasupra unui magnet. Acest efect este unul dintre semnele supraconductibilității și are loc deoarece un material supraconductor începe să respingă câmpurile magnetice atunci când face tranziția către această stare.

Totuși, în clip se observă că doar o parte a bucății levitează peste magnet, în timp ce una dintre marginile acestuia menține contactul. În mod normal, un material supraconductibil ar trebui să leviteze complet. Autorii susțin că problema ar putea fi provocată de impurități ale mostrei, care face ca doar o parte din aceasta să fie supraconductoare.

Anunțul a fost întâmpinat de lumea academică atât cu entuziasm, cercetători din întreaga lume începând o adevărată cursă de a verifica proprietățile materialului pe cont propriu, „dar și cu o doză serioasă de scepticism,Scientists look with suspicion as another study claims room-temperature superconductor”, interestingengineering.com deoarece au mai existat anunțuri similare în ultimii ani, dar care au fost demontate în experimente practice.

Există însă unele indicații timpurii că LK-99 ar putea să nu fie o nouă decepție. Simulări ale materialului pe baza informațiilor din cele două studii, efectuate pe supercomputerele de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley din Statele Unite,Detalii pe twitter.com sugerează că LK-99 ar trebui să funcționeze ca un supraconductor la temperaturi și presiuni ambientale. În același timp, cercetători de la Universitatea Huazhong din China susțin că ar fi recreat procesul de producție al materialului, postând  un videoDisponibil pe bilibili.com în care arată că mostra obținută începe să leviteze sub efectul unui magnet.

Totuși, mai este mult până la a demonstra că LK-99 chiar este materialul revoluționar propus de autorii studiilor. Experți de la Universitatea din Oxford„Room-temperature superconductor ‘breakthrough’ met with scepticism”, newscientist.com care au analizat cele două lucrări au observat că alți indicatori ai supraconductibilității nu au fost demonstrați în cadrul acestora, iar concluziile care indică supraconductibilitatea lui LK-99 ar putea fi explicate de erori din procedura experimentală și de imperfecțiuni ale mostrei analizate.

În cazul în care descoperirea va fi verificată, iar materialul va putea fi produs la scară largă, acesta chiar are potențialul de a fi revoluționar. El ar putea fi folosit, de exemplu, în crearea unor rețele electrice mult mai eficente decât cele actuale, în microcipuri pentru device-uri care vor putea opera la frecvențe de sute de ori mai mari, în computere cuantice care ar putea opera în condiții ambientale, precum și în aparate RMN sau trenuri Maglev cu costuri mult mai scăzute de fabricare.

NASA a pierdut legătura cu Voyager 2, dar probabil temporar

Gestionarea unei sonde spațiale nu lasă loc foarte mare de eroare, iar asta se aplică cu atât mai mult pentru al doilea cel mai îndepărtat obiect creat de om care călătorește prin spațiul interstelar. Este lecția pe care au învățat-o recent și operatorii NASA care se ocupă de sonda Voyager 2, aflată acum la peste 19 miliarde de kilometri distanță față de Pământ, după ce o comandă trimisă eronat a rezultat în pierderea comunicațiilor cu sonda lansată în 1977.

Eroarea a rezultat într-o schimbare subtilă de direcție antenei de pe sondă, astfel încât aceasta nu mai este îndreptată direct către Pământ, și nu mai poate primi sau transmite semnale. Agenția americană încearcă să remedieze situația. În acest scop, au folosit o antenă de comunicații pentru spațiul adânc din Canberra pentru a căuta semnale dinspre zona în care se află sondă, și într-un final au reușit să detecteze unul.„NASA Hears ‘Heartbeat’ From Voyager 2 After Losing Touch With the Distant Probe”, smithsonianmagazine.com În același timp, regiunea în care se află sonda este bombardată cu semnale conținând comanda corectă, în speranța că ele vor putea fi captate cu Voyager.

Șansele de reușită nu sunt foarte mari, din cauza distanței extraordinar de mare – semnalele trimise de Voyager 2 necesită în jur de 18 ore pentru a ajunge către Terra. Însă există o consolare: sonda este programată să se reseteze automat în octombrie, moment în care comunicațiile dintre aceasta și operatorii NASA are trebui, în teorie, să fie restabilite.

Observatorul Sudic European observă o posibilă maternitate de giganți gazoși

O imagine recentă captată de telescopul VLT (Very Large Telescope) de la Observatorul Sudic European, publicată de Agenția Spațială Europeană, arată ceea ce ar putea fi procesul de creare al uneia sau mai multor planete similare lui Jupiter, într-un sistem situat la 5.000 de ani-lumină distanță de Terra.

ESO/ALMA/NAOJ/NRAO/Weber et al.

Imaginea arată cum materia care orbitează în jurul stelei V960 Mon formează brațe spirale strălucitoare ce încep să se fragmenteze, pe o distanță mai mare decât cea a întregului Sistem Solar. Astronomii preconizează că din astfel de formațiuni se vor coagula nuclee ale unor exoplanete gigantice.

5 studii care ne-au atras atenția


MindcraftStories_1Metalele pure se pot autorepara în anumite condiții

Un studiu publicat în Nature„Autonomous healing of fatigue cracks via cold welding”, nature.com a descoperit în premieră că metalele pure își autorepară fracturile în anumite condiții, cel puțin la nivel nanoscopic. Descoperirea a fost făcută întâmplător, în cadrul unui experiment care studia crăpăturile dintr-o mostră de platină în vid, însă nu se știe dacă proprietatea poate fi replicată și de metale mai convenționale în aer liber.

Cifre Articol MindcraftStories_2O insectă cu reproducere sexuală a fost editată genetic pentru a se reproduce asexuat

O echipă de cercetători de la Universitatea Cambridge„A genetic basis for facultative parthenogenesis in Drosophila”, cell.com a reușit pentru prima dată să inducă reproducerea asexuată la un animal care se reproduce sexual, anume musculița de oțet Drosophila melanogaster. Autorii au descoperit mai întâi o genă care reglează reproducerea asexuată la o altă specie de musculițe de oțet. După ce au identificat o genă similară în melanogaster, aceasta a fost editată pentru a avea o expresie similară celei inițiale, iar insecta a căpătat abilitatea de a naște prin partenogeneză.

Cifre Articol MindcraftStories_3GPS-urile ar putea prezice cutremure majore în timp util

Seismologi de la universitatea franceză Cote D’Azure susțin că au găsit o potențială metodă de a detecta cutremurele puternice cu aproximativ două ore înaintea de producerea lor, folosind date GPS. Studiul, publicat în Science, „The precursory phase of large earthquakes”, science.org a observat că înaintea majorității cutremurelor cu magnitudine mai mare de 7, faliile pe care alunecă plăcile tectonice creează o mișcare orizontală subtilă a pământului de la suprafață, care poate fi detectată de sateliții GPS.

Cifre Articol MindcraftStories_4Un mamifer a fost fosilizat în timp ce ataca un dinozaur

O cercetare publicată în Scientific Reports„An extraordinary fossil captures the struggle for existence during the Mesozoic”, nature.com arată una dintre puținele dovezi ale unui mamifer atacând un dinozaur. O fosilă datată acum 125 de milioane de ani a captat două animale de mărime medie – mamiferul Repenomamus robustus, similar unui bursuc, și dinozaurul erbivor Psittacosaurus, de dimensiunile unui câine de talie mare – în mijlocul unei lupte mortale. Pozițiile celor două specimene din fosilă indică faptul că Repenomamus este prădătorul, reprezentând o ipostază rară în care un mamifer are comportament prădător față de un dinozaur.

Cifre Articol MindcraftStories_5 Albinele au apărut mai devreme decât se credea

Un studiu genomic de amploare al albinelor, ale cărui rezultate au fost publicate în jurnalul Current Biology,„The evolutionary history of bees in time and space”, cell.com susține că insectele ar fi apărut acum aproximativ 120 de milioane de ani, în zone de pe supercontinentul Gondwana,Care includea Africa și America de Sud de astăzi cu zeci de milioane de ani mai devreme decât se specula până acum.

 Recomandările Mindcraft Stories

  1. Nature face o analiză a valurilor recente de tratamente împotriva obezității, incluzând posibilele riscuri pe termen lung ale acestora și modul în care ar putea schimba percepția publică asupra bolii.
  2. Într-un interviu pentru Scientific American, economistul laureat cu Nobel Joseph Stiglitz avertizează că prin dezvoltarea nereglementată a inteligențelor artificiale există un risc mare de a crește și mai mult inegalitățile sociale din prezent, iar într-un astfel de caz ar deveni necesare soluții precum scăderea zilelor de lucru din săptămână.
  3. EarthSky explică cum o erupție solară de intensitate ridicată din octombrie 2021 a devenit primul astfel de eveniment măsurat de pe trei corpuri planetare diferite, fiind detectată de sonde și rovere de pe Lună și Marte.


Text de

Ionuț Preda

Redactor cu câțiva ani de experiență în presa centrală. Este curios despre aplicarea tehnologiilor SF în lumea reală și evoluția ideilor de-a lungul istoriei.

MEDIU|FYI

Sateliții ar putea monitoriza deșeurile marine din spațiu

De
Plasticul care poluează apele oceanice și continentale ar putea deveni mult mai ușor de detectat și urmărit prin instalarea unor senzori dedicați pe viitorii sateliți.
SOCIETATE|FYI

Cine sunt cei 33 de europarlamentari pe care România îi trimite la Bruxelles

De
Cele mai recente alegeri europarlamentare au arătat încă o dată că, atunci când e vorba de propriile interese, nu mai e loc de conflicte ideologice.
SPAȚIU|FYI

Un rest uriaș al unei rachete care plutește prin spațiu, surprins de foarte aproape de un satelit

De
Satelitul japonez Astroscale a surprins în premieră, de la doar 50 de metri distanță, imaginea spectaculoasă a unei bucăți uriașe de gunoi spațial – un rest de rachetă care orbitează Pământul de 15 ani.
SĂNĂTATE|FYI

A fost descoperită regiunea din creier care provoacă paranoia

De
Cercetătorii de la Yale au legat anumite regiuni ale creierului de paranoia, printr-un nou studiu. Rezultatele ar putea conduce către tratamente mai sigure.