Los expertos se muestran escépticos ante las novedades sobre superconductores

El sábado 22 de julio, investigadores de Corea del Sur publicaron un artículo anunciando la síntesis de lo que podría ser el primer superconductor a temperatura ambiente del mundo.

Si sus hallazgos son genuinos, entonces las implicaciones son enormes. Pero la mayoría de los expertos se muestran escépticos. Investigadores de todo el mundo están intentando replicar y verificar los hallazgos de los investigadores coreanos. Los intentos más creíbles han descubierto que LK-99 (el nombre que los investigadores coreanos dieron al material) en realidad no es superconductor a temperatura ambiente.

Por ahora, la fiabilidad de los hallazgos sigue sin estar clara. Los investigadores subrayan que pronto sabremos si los investigadores realmente lograron un gran avance.

Un superconductor es un material que puede levitar en un campo magnético y conducir electricidad sin resistencia; cuando los cables se calientan, es debido a la resistencia. Hay varios materiales que exhiben superconductividad a temperaturas que van desde 4 Kelvin (-452,5 °F) para el mercurio hasta 250 Kelvin (-9,7 °F) para el hidruro de lantano bajo altas presiones. Los grandes campos magnéticos necesarios para los escáneres de resonancia magnética, por ejemplo, se generan al pasar una gran corriente a través de un superconductor (normalmente las máquinas de resonancia magnética utilizan superconductores de niobio y titanio enfriados por debajo de 9,3 Kelvin, -442,9 °F, utilizando helio líquido).

Pero las bajas temperaturas requeridas significan que los superconductores sólo pueden usarse en entornos especializados. Los científicos llevan mucho tiempo buscando un material que exhiba superconductividad a temperatura ambiente; en otras palabras, un material que no necesitaría ser enfriado para ser útil.

Los superconductores de temperatura ambiente podrían usarse para crear redes eléctricas eficientes; actualmente, alrededor del 5% de la energía transmitida y distribuida en Estados Unidos se pierde debido a la resistencia. Los chips de computadora fabricados con materiales superconductores podrían ser entre 50 y 100 veces más eficientes que los chips de computadora actuales, lo que ayudaría a reducir el costo climático de los centros de datos. Los trenes ultrarrápidos podrían levitar sobre el material superconductor.

En 2020, investigadores de la Universidad de Rochester dirigidos por Ranga Dias, profesor asistente en los departamentos de física e ingeniería mecánica de la universidad, afirmaron haber descubierto un método para colocar carbono, azufre e hidrógeno entre las puntas de dos diamantes y comprimirlos para presión extremadamente alta para producir un compuesto de carbono, azufre e hidrógeno que exhibía superconductividad a 287 Kelvin (57 °F). Sin embargo, otros investigadores no pudieron replicar sus resultados y el artículo fue retractado.

Ha habido muchos casos similares antes. “Remontándonos a la década de 1990, a veces había informes de superconductividad a temperatura ambiente, que luego se evaporaba”, dice Simon Clarke, profesor de química en la Universidad de Oxford.

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La manera poco ortodoxa en la que los investigadores coreanos publicaron sus hallazgos también ha llevado a algunos a dudar de si las conclusiones son confiables. El mismo día se publicaron dos artículos separados no revisados ​​por pares en arXiv, un servidor de preimpresión. El primero fue presentado por Young-Wan Kwon, profesor de la Escuela de Graduados en Ciencia y Tecnología Convergentes de la Universidad de Corea, el sábado 22 de julio a las 4:51 pm en Seúl. Young-Wan fue uno de los tres autores; también figuran en la lista Sukbae Lee y Ji-Hoon Kim, director ejecutivo y director de I+D, respectivamente, del Centro de Investigación de Energía Cuántica en Corea.

A las 7:11 pm del mismo día, se presentó un segundo artículo, esta vez por Hyun-Tak Kim, investigador del Instituto de Investigación en Electrónica y Telecomunicaciones de Corea y profesor investigador de física en el College of William & Mary de Virginia. Sukbae Lee y Ji-Hoon Kim, quienes figuraban como autores en el primer artículo, también figuraban como autores en el segundo. También se incluyeron tres nuevos autores: Sungyeon Im, SooMin An y Keun Ho Auh, todos ellos investigadores del Centro de Investigación de Energía Cuántica. Young-Wan Kwon no figuraba en este documento. Hyun-Tak Kim le dijo a New Scientist que el primer artículo contiene "muchos defectos" y se subió a arXiv sin su permiso.

Los autores correspondientes enumerados en ambos artículos no respondieron a la solicitud de comentarios de TIME.

Hay una serie de problemas con la calidad de los artículos, dice Clarke. Los investigadores coreanos no sintetizaron una muestra pura de LK-99, que se obtiene introduciendo una pequeña cantidad de cobre en un mineral de plomo y fosfato, y no llevaron a cabo los tipos de análisis utilizados habitualmente para verificar la estructura de un material recién descubierto. Si bien informaron de una medición sin resistencia, Clarke enfatizó que medir la resistencia de manera confiable requiere una muestra pura, algo que el equipo coreano no produjo.

Los investigadores también subieron un vídeo de una muestra de LK-99 levitando parcialmente. Sin embargo, la levitación podría simplemente significar que el material es diamagnético, una propiedad común que se encuentra en muchos materiales, incluido el cobre, dice Clarke. "Muchas cosas son diamagnéticas... se han realizado algunos experimentos con campos magnéticos muy altos en los que se puede hacer levitar una fresa o una rana".

Clarke, que solía ser editor del Journal of Solid State Chemistry, no quedó impresionado por los artículos. "Si hubiera recibido cualquiera de ellos, no habrían alcanzado el umbral de calidad, ni siquiera para la revisión [por pares]", afirma.

En conjunto, la historia de falsas alarmas en este campo, los problemas con la calidad de los nuevos artículos y las circunstancias inusuales en torno a su publicación significan que la mayoría de los expertos recomiendan el escepticismo hasta que se obtengan más pruebas.

Desde que se publicaron los artículos, varios laboratorios de todo el mundo han intentado replicar el hallazgo. Hasta ahora, los intentos más creíbles han demostrado que LK-99 no es superconductor.

El 31 de julio, investigadores del Laboratorio Nacional de Física de la India subieron un artículo a arXiv que encontró que LK-99 no es superconductor. VPS (Veerpal Singh) Awana, científico jefe del Laboratorio Nacional de Física, ha estado publicando los detalles de los intentos de replicación de su grupo en Facebook, incluidas fotografías de los materiales producidos y detalles de su correspondencia con Sukbae Lee, uno de los investigadores coreanos. Awana le contó a TIME cómo su equipo trabajó horas extras para intentar recrear los resultados del equipo coreano lo más rápido posible: "Este fin de semana fue bastante agitado para nosotros... Mi equipo estuvo muy ocupado".

También el 31 de julio, investigadores de la Universidad de Beihang en Beijing subieron un artículo a arXiv que encontró que LK-99 no es superconductor.

Mientras tanto, investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en China publicaron un video el 1 de agosto que muestra la levitación magnética de una muestra de LK-99. El video se destaca porque la muestra parece levitar en múltiples ángulos diferentes. Esto sugiere que se trata de un diamagnetismo perfecto, una propiedad más rara que el diamagnetismo simple y asociada a los superconductores. Hasta el 3 de agosto, el vídeo tiene más de 9 millones de visitas y es el número uno en la lista de tendencias de Bilibili, un sitio web chino para compartir vídeos.

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Chang Haixin, profesor de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Huazhong, dijo a TIME que el vídeo fue subido por un investigador postdoctoral de su equipo. Chang enfatizó que la levitación observada no significa necesariamente que el material sea un superconductor; hay muchos materiales que exhiben un fuerte diamagnetismo, que podría ser difícil de distinguir del diamagnetismo perfecto, que no son superconductores, como el bismuto y el grafito. El grupo de investigación de Chang sólo pudo sintetizar la pequeña cantidad de material que se ve en el vídeo. Están en proceso de sintetizar más, con mayor nivel de pureza, para poder realizar otras pruebas que se requieren para verificar si un material es superconductor.

La Sociedad Coreana de Superconductividad y Criogenia también ha establecido un comité de verificación. El 3 de agosto, la Agencia de Noticias Yonhap informó que la Sociedad había llegado a la conclusión de que LK-99 no es un superconductor porque no muestra el efecto Meisnner, el nombre que recibe cuando un material superconductor expulsa todos los campos magnéticos externos, lo que hace que levite en el Presencia de un campo magnético.

Los investigadores del Laboratorio Nacional Argonne en EE. UU. están intentando replicar los hallazgos, al igual que los equipos del Centro de Materiales Cuánticos y Superconductividad de la Universidad Sungkyunkwan en Seúl, el Laboratorio de Materiales y Aplicaciones Superconductores de la Universidad de Corea y el Centro de Nuevos Estados. de Investigación de Materiales Complejos de la Universidad Nacional de Seúl.

Los teóricos han realizado cálculos para explorar cuáles podrían ser las propiedades del compuesto que los investigadores coreanos afirman haber sintetizado. Si bien los cálculos teóricos sólo pueden sugerir, no confirmar, mecanismos potenciales de superconductividad, los cálculos realizados por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California, la Universidad Northwest en Washington y la Universidad Tecnológica de Viena, así como por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de Boulder de la Universidad de Colorado y King's College de Londres, descubrieron que LK-99 podría ser superconductor a temperatura ambiente.

Al mismo tiempo, varios aficionados y aficionados comprometidos también han intentado replicar el hallazgo. Andrew McCalip, un ingeniero ubicado en California que tiene acceso a las instalaciones necesarias para sintetizar materiales como LK-99 a través de su empleador, Varda Space Industries, ha estado publicando sus intentos de replicar el hallazgo en X (anteriormente conocido como Twitter) y transmitiendo en vivo. en Twitch, una plataforma de transmisión de video. McCalip también comentó una de las publicaciones de Awana en Facebook, invitándolo a "unirse a nosotros en Twitter".

El consejo general de los expertos es esperar. "Mi intuición es la siguiente: tengo muchas esperanzas de que este compuesto sea un superconductor", dijo Awana, haciendo hincapié en la paciencia. "En una semana más o menos, podremos decirlo".

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