Les scientifiques se bousculent pour reproduire le supposé supraconducteur à température ambiante et à pression
Une affirmation frustrante d’avoir produit le premier supraconducteur à température ambiante et à pression ambiante a suscité à la fois l’enthousiasme et le scepticisme de la communauté scientifique. La course est maintenant lancée pour reproduire ces résultats, plusieurs groupes publiant déjà des prépublications de leurs efforts quelques jours seulement après que l’allégation a été largement diffusée auprès du public.
Le matériau supposé supraconducteur ‘LK-99’ porte le nom de deux de ses découvreurs Sukbae Lee et Ji-Hoon Kim, affiliés au Centre de recherche sur l’énergie quantique en Corée, et l’année de sa synthèse, 1999. Rapports de la chambre de LK-99 la supraconductivité en température et en pression est apparue dans deux prépublications sur le arXiv fin juillet avec un article attribué à trois auteurs, Lee, Kim et Young-Wan Kwon de l’Université de Corée à Séoul.
Le matériau est un solide polycristallin foncé qui peut être synthétisé à partir de précurseurs simples en laboratoire en quelques jours seulement. De structure similaire à l’apatite de plomb, le matériau contient un rapport 1: 1 de lanarkite, avec la formule Pb2(DONC4)O, et le phosphure de cuivre, de formule Cu3P. Ces matériaux ont été chauffés sous vide à 925°C pendant 10 heures, ce qui a conduit à une partie du Pb2+ ions remplacés par Cu2+ ions pour créer un matériau avec la structure Pb10-xCuX(PO4)6O. Les chercheurs pensent que cela crée une contrainte interne dans le matériau car le Cu2+ les ions sont plus petits. Cela entraîne à son tour une réduction du volume du matériau et cet espace supplémentaire permet la formation de ce que l’on appelle un puits quantique supraconducteur. Ils proposent que l’effet tunnel d’électrons entre ces puits quantiques soit la raison de la supposée supraconductivité.
Une vidéo a été publiée par l’équipe qui semblait montrer le matériau en lévitation sur un aimant puissant, démontrant l’effet Meissner. L’effet Meissner, la capacité à repousser les champs magnétiques faibles, est un phénomène propre aux matériaux supraconducteurs.
Les affirmations des chercheurs sont audacieuses et actuellement non vérifiées. La ligne de conclusion de l’une des préimpressions se lit comme suit : « Nous pensons que notre nouveau développement sera un tout nouvel événement historique qui ouvrira une nouvelle ère pour l’humanité. »
Les matériaux supraconducteurs sont déjà utilisés quotidiennement, comme dans les appareils d’IRM, mais ils nécessitent des températures extrêmement basses et des pressions élevées pour fonctionner. Des allégations de supraconductivité à température ambiante ou proche de celle-ci ont déjà été faites, mais ces matériaux étaient soumis à des pressions phénoménales. Un supraconducteur à température et pression ambiantes transformerait le domaine de la science des matériaux et aurait des impacts considérables bien au-delà. Si ce matériau peut être supraconducteur dans des conditions quotidiennes, il pourrait révolutionner l’efficacité énergétique du réseau électrique et aider à accélérer le développement des supercalculateurs quantiques.
Science sociale
Les données utilisées pour étayer ces affirmations ont cependant soulevé des sourcils parmi de nombreux scientifiques. Les scientifiques des matériaux attendent maintenant avec impatience des efforts pour reproduire le travail. Les lacunes dans la qualité de la prépublication n’ont cependant pas arrêté une frénésie d’activité sur les réseaux sociaux.
De nombreux groupes tentent maintenant de recréer le matériel en suivant la procédure de synthèse simple. Comme la recherche n’a pas été examinée par des pairs, les efforts pour la reproduire sont mis à la disposition du public en ligne en temps réel, des laboratoires financés par le gouvernement aux comptes de médias sociaux anonymes.
Des chercheurs travaillant au Laboratoire national de physique de l’Inde ont été l’un des premiers à reproduire la synthèse du composé et ont publié une préimpression indiquant qu’aucune supraconductivité en vrac n’a été observée. Et la recherche de l’École des sciences et de l’ingénierie des matériaux de l’Université de Beihang n’a pas non plus réussi à reproduire les résultats, indiquant que le matériau n’était qu’un semi-conducteur paramagnétique.
L’excitation générée par la possibilité même lointaine d’un tel supraconducteur a conduit des individus, pas seulement des laboratoires à grande échelle, à tenter de synthétiser le composé. Andrew McCarlip, ingénieur en robotique chez Varda, a documenté ses tentatives sur X, anciennement connu sous le nom de Twitter, et Twitch, un site Web de diffusion en direct. Appelé «MeissnerOrBust», il a tenté de valider la recherche en temps réel.
Une utilisatrice anonyme de Twitter prétendant être une biologiste moléculaire travaillant à l’Institut de biologie génétique en Russie, a déclaré avoir observé une lévitation partielle, indiquant soit un fort diamagnétique, soit un puissant supraconducteur. Alors que cette constatation de @iris_IGB a reçu beaucoup d’attention, elle reste anonyme.
Michael Norman, un physicien de la matière condensée travaillant dans le département de science des matériaux du Laboratoire national d’Argonne, aux États-Unis, a déclaré Science que sa première réaction aux rapports était que les scientifiques « ressemblaient à de vrais amateurs » compte tenu de la façon dont ils présentaient leurs découvertes. Parler à Monde de la chimie il dit qu ‘«il y a eu manifestement des rapports au fil des ans sur ce que l’on appelle parfois des USO, des objets supraconducteurs non identifiés». «Lorsque je regarde les données, il me semble qu’il pourrait y avoir une possibilité que des filaments ou des inclusions de cuivre soient intercalés à l’intérieur d’une matrice diamagnétique isolante, cela pourrait vous faire croire que vous avez de la supraconductivité alors que ce n’est pas le cas», ajoute-t-il.
D’autres scientifiques des matériaux sont enthousiasmés par l’apparente démocratisation du processus pour recréer le LK-99. Taylor Sparks est un expert en science et ingénierie des matériaux de l’Université de l’Utah, et il souligne que les précédents articles évalués par des pairs faisant des allégations de supraconductivité ont été retirés de revues, notamment Nature. Il dit publier sur le serveur de préimpression arXiv est devenu la « façon de facto de partager la recherche, du moins dans le domaine de la physique de la matière condensée ». Comme la synthèse est assez simple, il ne voit aucune raison pour qu’un amateur ou un amateur ne puisse pas reproduire les résultats. «Les atomes sont des atomes, ce n’est pas parce que vous êtes dans un laboratoire national qu’ils vont se comporter différemment pour vous. Ce n’est pas un composé impossible à obtenir pour un amateur, les humains mélangent et cuisent des choses depuis des milliers d’années. Il poursuit en disant que bien que la synthèse soit simple, ils peuvent avoir du mal à « quantifier la structure et à la déterminer avec certitude, mais cela peut être dit pour l’article original, qui n’a pas confirmé la structure avec autant de précision ».
Une équipe du Laboratoire national d’Argonne teste actuellement son propre échantillon du composé LK-99 et espère publier ses résultats prochainement.
