Conductor superconductor LK-99 Tal vez un avance, tal vez no tanto
Conductor superconductor LK-99 Un posible avance
Cuando los científicos surcoreanos informaron a fines de julio sobre un posible avance en superconductores, sus afirmaciones desataron oleadas de emoción y escepticismo a medida que los investigadores de todo el mundo se apresuraron a replicar los experimentos.
Un superconductor de este tipo, que funcione a temperatura ambiente y presión atmosférica, es uno de los sagrados grial de la ciencia de materiales, un avance que los soñadores sugieren que podría maximizar la eficiencia de nuestras redes eléctricas y potenciar la producción de energía de fusión, acelerar el progreso en supercomputadoras cuánticas o ayudar a inaugurar una era de transporte ultrarrápido.
Por ahora, sin embargo, la historia del superconductor LK-99 se limita a lo que está sucediendo en los laboratorios.
El 22 de julio, los físicos de Corea del Sur subieron dos artículos a arXiv, un repositorio de investigación preliminar, que aún no ha sido revisada por expertos ni publicada en una revista científica. Es básicamente como subir un borrador inicial de tu trabajo. Los investigadores afirmaron haber producido el primer superconductor a temperatura ambiente con una “estructura de apatita de plomo modificada” dopada con cobre y llamada LK-99.
Parte de la “prueba” que proporcionó el equipo fue un video que mostraba el compuesto levitando sobre un imán, una característica clave de los materiales superconductores.
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Las audaces afirmaciones causaron un gran revuelo entre los expertos en el campo.
“Los productos químicos son muy baratos y no son difíciles de fabricar”, dijo Xiaolin Wang, un científico de materiales de la Universidad de Wollongong en Australia. “Por eso es como una bomba nuclear en la comunidad”.
Pero lo que sucedió en ese laboratorio de Corea del Sur es solo el primer paso para determinar si los resultados realmente tienen implicaciones prácticas para la tecnología y su papel en nuestras vidas. Necesitamos más datos y hay razones para ser cautelosos.
Cómo funcionan los superconductores
Un superconductor a temperatura ambiente sería un gran avance, digno de celebración. Los materiales modernos que usamos para conducir electricidad, como los cables de cobre que suministran energía a tu hogar, son ineficientes. A medida que los electrones avanzan por el cable, chocan con los átomos del material, creando calor y causando pérdida de energía. Esto se conoce como resistencia eléctrica y provoca que hasta un 10% de la electricidad se desperdicie mientras viaja a través de las líneas de transmisión hasta los hogares. La pérdida de energía también ocurre en nuestros dispositivos electrónicos.
Pero si los cables y las líneas de transmisión estuvieran hechos de un material superconductor, podrías prácticamente eliminar esas pérdidas. Los electrones se emparejan a medida que viajan a través del material y no chocan tanto con los átomos, lo que les permite fluir libremente.
Los materiales superconductores ya existen y se utilizan en diversas aplicaciones, como máquinas de resonancia magnética, en todo el mundo. Sin embargo, estos requieren temperaturas extremadamente bajas (cercanas al cero absoluto, alrededor de menos 459 grados Fahrenheit) o presiones extremadamente altas (más de 100,000 veces la presión atmosférica).
Mientras tanto, Central Japan Railway está construyendo un sistema de levitación magnética superconductora para transportar pasajeros entre Tokio y Nagoya. El tren SCMaglev utiliza ruedas de goma para alcanzar velocidades de alrededor de 93 millas por hora antes de que el sistema magnético superconductor se haga cargo. Debería poder alcanzar velocidades de 311 mph.
El proceso requiere una aleación superconductora de niobio-titanio, que se enfría a menos 452 grados Fahrenheit con helio líquido.
Un superconductor a temperatura ambiente como LK-99 haría que esta empresa sea mucho más barata y evitaría la necesidad de acumular helio. (A pesar de algunas preocupaciones en los medios en los últimos años, no nos estamos quedando sin helio pronto, pero se produce en solo unos pocos países, por lo que los problemas de suministro pueden causar aumentos masivos de precios).
Escepticismo sobre los resultados de LK-99
Wang y otros expertos en superconductividad han sido escépticos acerca del experimento original de LK-99, señalando inconsistencias en los datos. Él señala que los resultados no deben ser exagerados “hasta que se proporcionen más datos experimentales convincentes”. El fin de semana pasado, su equipo en la Universidad de Wollongong comenzó a trabajar en la replicación de los resultados, pero han tenido problemas con la fabricación de las muestras.
En una entrevista con la revista Science, Michael Norman, un físico del Laboratorio Nacional Argonne, fue franco. Dijo que el equipo surcoreano “parece ser verdaderos aficionados”.
En X, el sitio web anteriormente conocido como Twitter, LK-99 ha sido tendencia durante días. Oficialmente ha cruzado al territorio de los memes: todos están hablando de “rocas flotantes” y ha generado algunas afirmaciones extravagantes, con muchos notando la abundancia de cuentas que rápidamente pasaron de promover inversiones en IA a respaldar acciones de superconductores. Por ejemplo, las acciones de la Corporación Superconductora Estadounidense se han duplicado desde el 27 de julio.
Incluso el CEO de OpenAI, Sam Altman, fabricante de ChatGPT, comentó en tono de broma: “Me encantan estos correos electrónicos de reclutadores que piden más de 2 años de experiencia con lk-99”.
El escepticismo en torno a LK-99 está bien fundamentado. Muchos equipos han afirmado haber descubierto superconductores a temperatura ambiente a lo largo de los años. La mayoría de estas afirmaciones no han resistido el escrutinio científico.
Por ejemplo, en 2020, un equipo dirigido por Ranga Dias, un físico de la Universidad de Rochester en Nueva York, publicó evidencia de un superconductor a temperatura ambiente en la prestigiosa revista Nature. El artículo fue retractado en septiembre de 2022 después de que surgieran preguntas sobre la forma en que se procesaron y analizaron los datos en el documento. Los autores afirman que los datos sin procesar brindan un fuerte respaldo a sus afirmaciones, pero no se ha logrado replicar su experimento.
¿Qué sigue para LK-99?
Entonces, ¿qué significa LK-99 para ti? En este momento, probablemente no mucho, a menos que quieras adentrarte en un agujero de conejo de física en X y dejarte llevar por el momento. En un futuro cercano, tal vez tampoco mucho.
Todavía estamos en los primeros días de replicar los experimentos de LK-99, pero las cosas no se ven muy bien. Dos estudios de dos grupos de investigación diferentes y publicados en arXiv el lunes no pudieron replicar la investigación de Corea del Sur. Algunos de los comportamientos de superconductividad del material han sido observados en muestras muy pequeñas por investigadores chinos, señaló Wang.
La ciencia es generalmente un proceso lento. Se preveía que la confirmación del trabajo del equipo de Corea del Sur llevaría una semana, pero con la emoción ya en su punto máximo, los estudios teóricos se apresuraron a tratar de explicar las características de LK-99.
Sinéad Griffin, una física del Lawrence Berkeley National Laboratory, proporcionó un análisis de las habilidades de LK-99 utilizando simulaciones de supercomputadoras. (La publicación de Griffin en X iba acompañada de un meme de Barack Obama soltando el micrófono). Este estudio también se publicó en arXiv como un preimpreso.
Los físicos que opinaron sobre el trabajo de Griffin se mostraron escépticos con la referencia al micrófono y no estaban convencidos de que proporcionara pruebas sólidas de superconductividad. La propia Griffin aclaró sus resultados en un hilo de X el miércoles, afirmando que ni demostraban ni proporcionaban evidencia de superconductividad en el material, pero mostraban propiedades estructurales y electrónicas interesantes que tienen características en común con los superconductores de alta temperatura (es decir, mucho más allá de los -452 grados Fahrenheit, pero mucho, mucho más abajo de la temperatura ambiente).
Incluso si LK-99 resulta ser un material superconductor confiable, traducir la ciencia a la tecnología puede ser un proceso aún más lento. Producir el material de manera confiable podría llevar muchos años, y el trabajo teórico de Griffin también muestra que podría ser difícil sintetizar el material.
LK-99 no parece que vaya a ser el Santo Grial, pero puede ser un material interesante por sí mismo, abriendo las posibilidades de buscar superconductores a temperatura ambiente de nuevas y sorprendentes formas. Si realmente condujera a un superconductor a temperatura ambiente, entonces las posibilidades realmente se abrirían.
Giuseppe Tettamanzi, profesor titular en la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de Adelaide, señala que los científicos han estado pensando en reemplazar los cables de cobre de la red eléctrica con cables superconductores durante mucho tiempo, un cambio que podría generar enormes ahorros de energía. También menciona los beneficios para las computadoras cuánticas y el transporte.
“Aquí no hay límites”, dijo.
Presenciar la ciencia en acción es emocionante y la pasión por LK-99 es un cambio agradable en la alimentación de X, al menos para mí. Pero la ciencia, en acción, lleva tiempo y no debería llegar a conclusiones precipitadas sobre las ramificaciones cambiantes del mundo de un potencial material superconductor. Así que ahora debemos esperar a que los replicadores se pongan a trabajar.
