Ste kdaj pomislili, da bi kamen, ki ga najdete na popoldanskem sprehodu lahko spremenil svet? Superprevodnik LK-99, ki na prvi pogled res spominja na kamenček, pa morda skriva lastnosti, ki bi v svetu znanosti pomenile ogromen preskok. Morda predstavlja vrata do prihodnosti, ki si jo danes komaj predstavljamo: sposobnost prenosa električne energije brez kakršnega koli upora.
Na žalost pa je ta mali sivi kamen v nevihti polemik in raznih znanstvenikov, ki se prepirajo o tem, ali ima lastnosti, ki so potrebne, da postane superprevodnik. Medtem ko se je lani zdelo, da je bila superprevodna narava LK-99 v veliki meri diskreditirana, je nova skupina raziskovalcev nedavno predstavila dokaze, ki kažejo, da ustreza superprevodniku za sobno temperaturo, s čimer so se obudili upi o superprevodnosti tega materiala.
Nepogrešljivost superprevodnikov
Vsak košček materiala, ki dovoljuje, da električna energija razmeroma enostavno prehaja skozenj, se imenuje prevodnik. Ti pa so ključni za normalnost življenja modernega človeka. Prevodniki so žice v vsem, od notranjosti vaših sten do notranjosti mikroprocesorjev vašega telefona. Prevodniki prenašajo elektriko od kraja do kraja, vendar nič na tem svetu ni popolno. Vsakič, ko se elektrika prenaša, je v prevodniku nekaj upora. Ta upor se hitro poveča, kar povzroči, da se nekaj električne energije izgubi kot toplota, kar pa lahko povzroča velike probleme.
Tu pa nam fizika lahko ponudi čudovit trik: superprevodnike. Ko so razmere ravno pravšnje – običajno je to takrat, ko temperature močno padejo ali pritiski neverjetno narastejo – ves električni upor v superprevodniku izgine, skupaj s tem pa se morebitna magnetna polja potisnejo izven njega. To mu omogoča prevajanje električne energije brez izgube energije. Superprevodnike že uporabljamo v najrazličnejših situacijah, zlasti ko potrebujemo veliko električne energije v razmeroma omejenem prostoru, saj bi se sicer oprema stopila zaradi vročine, ki jo povzroča upor. Kot lahko sklepate, je glavni problem superprevodnikov torej, da delujejo zgolj na ekstremno nizkih temperaturah.
Je LK-99 sploh superprevodnik?
Lansko leto je skupina raziskovalcev v Južni Koreji objavila preliminarne rezultate in trdila, da so identificirali superprevodni material pri sobni temperaturi, ki so ga poimenovali LK-99. Njihove trditve so delno temeljile na odzivu materiala na magnetna polja. Poročali so, da je njihov vzorec lebdel, ko so ga postavili nad magnet. Gre za učinek, ki nastane, ko material potisne magnetna polja stran od sebe. To pa je nekaj, kar superprevodniki pogosto počnejo.
Problem pa je, da tudi nekateri drugi, nesuperprevodni materiali lebdijo, ko jih postavimo nad magnet. V nekem eksperimentu so raziskovalci uspeli doseči, da je celo živa žaba lebdela nad magnetom. Trditve ekipe, ki je odkrila LK-99, so bile torej odvisne od natančnega, podrobnega odziva njihovega materiala na magnetna polja. Ugotovili so, da se njihov vzorec obnaša tako, kot se drugi nemagnetni materiali ne.
Smo torej na pragu ogromnega odkritja?
Nekatere simulacije so pokazale, da bi LK-99 lahko deloval, vendar so poskusi ponovitve ugotovitev korejske ekipe padli v vodo. Korejska ekipa je trdila, da drugi vzorci niso bili dovolj čisti. Materialom, kot je LK-99, je treba dodati natančno določeno količino bakra in že najmanjša kontaminacija z drugimi elementi bi lahko vse skupaj izničila. Prav tako so Korejci trdili, da so izredno pomembne tudi geometrijske lastnosti materiala, saj lahko le tako dosežemo superprevodnost.
Znanstveni svet je na ta superprevodnik v zadnjem letu nekoliko pozabil. 2. januarja letos pa je kitajska ekipa znanstvenikov objavila poročilo, da jim je uspelo ustvariti repliko superprevodnika LK-99. Čeprav njihovo delo še ni povsem preverjeno, pravijo, da jim je uspelo ustvariti precej veliko izgubo magnetnega polja v vzorcu. Res je, da to še ni velikanski preboj do odkritja superprevodnika, je pa dosti bolj trden dokaz, kot so ga ponudili njihovi korejski kolegi.
Toda ne glede na vse bodo raziskave LK-99 okrepile naše razumevanje superprevodnikov. Eden od scenarijev je, da dovolj skupin uspešno ponovi prvotne rezultate, kar nas pripelje veliko korakov bližje praktičnemu superprevodniku pri sobni temperaturi. Po drugi strani pa lahko raziskave LK-99 zastanejo in znanstveniki po vsem svetu ugotovijo, da ne raziskujejo v pravi smeri. Čeprav to ne bi bil tako velik korak kot odkritje, je to še vedno uporabno, saj bi šlo za znanje, ki nas vodi in informira ter nas pripelje bližje rešitvi primera.
Junior novinar
