Cientistas da Coreia do Sul afirmam ter feito um dos “santos graal” da física: um supercondutor à temperatura e pressão ambiente. Agora, pesquisadores de todo o mundo estão correndo para replicar os resultados.
O material, chamado LK-99, foi apresentado por seus criadores como aquele que pode transportar eletricidade em temperaturas cotidianas sem absolutamente nenhuma resistência elétrica – provocando um frenesi de especulação nas redes sociais, tentativas quixotescas de levitar misturas caseiras de chumbo, e uma corrida de cientistas para recriar o material e replicar as descobertas originais.
Se os cientistas confirmarem que o LK-99 é um supercondutor de temperatura ambiente, ele abriria janelas tecnológicas para conceitos anteriormente inimagináveis, como transmissão quase sem perdas de eletricidade e fusão nuclear fria.
No entanto, os especialistas pedem cautela. Os resultados foram descritos em dois artigos publicados às pressas no banco de dados de pré-impressão arXiv. Eles ainda não foram revisados por pares. E, até agora, ninguém conseguiu replicar o resultado.
“Se você ler os artigos, mesmo que não veja a ciência, verá que esses artigos não foram bem polidos”, disse Michael Norman, teórico da matéria condensada do Argonne National Laboratory, que é um dos laboratórios que trabalham para replicar as descobertas, disse Live Science. “Há muita pressão sobre as pessoas para divulgar as coisas.”
Fazendo um supercondutor
Para fazer o novo material, os pesquisadores sul-coreanos, a maioria trabalhando para uma empresa iniciante chamada Quantum Energy Research Center, em Seul, misturaram pós contendo chumbo, oxigênio, enxofre e fósforo antes de adicionar pequenas quantidades de cobre.
Após várias horas de superaquecimento, a mistura se transformou em um sólido cinza cuja resistividade elétrica, afirmam os pesquisadores, caiu para quase zero a 30 graus Celsius (86 graus Fahrenheit).
A resistividade é a medida de quanto os elétrons que fluem através de um material serão impedidos pelo atrito interno. A física fundamental por trás dos supercondutores de baixa temperatura é compreendida há décadas, mas os cientistas têm lutado para criar os materiais em temperaturas mais altas.
Os supercondutores têm uma propriedade reveladora: a levitação. Como uma corrente fluindo gera um campo magnético, à medida que os materiais passam para estados supercondutores, os elétrons internos fluem sem atrito, gerando um campo magnético que pode repelir um ímã externo com uma força igual e oposta. Coloque um supercondutor sobre um imã e ele ficará perfeitamente suspenso no ar, fenômeno chamado efeito Meissner.
Em vídeos postados online, pequenos flocos de LK-99 flutuam no ar, pelo menos parcialmente. No vídeo original dos pesquisadores, uma amostra semelhante a uma moeda do material pode ser vista balançando com um de seus lados levitando e o outro em contato com o ímã abaixo dele.
A corrida para replicar
Até agora, instituições científicas fizeram 11 tentativas de replicar as descobertas e sete declararam resultados. Destes sete, três encontraram propriedades semelhantes, mas não idênticas, às reivindicadas para o LK-99. Resultados da Universidade Huazhong de Ciência e Tecnologia na China e da Universidade do Sul da Califórnia descrevem a levitação e pesquisadores da Universidade do Sudeste da China detectaram uma queda na resistência aos níveis de ruído em menos 261 F (menos 163,15 C). Os quatro restantes não observaram magnetismo nem supercondutividade.
Existe a possibilidade de que esses resultados mistos possam ser atribuídos a impurezas introduzidas nas amostras fabricadas, que foram produzidas rapidamente por laboratórios apressados para replicar as descobertas.
“Meu grupo ainda não conseguiu reproduzir a supercondutividade do LK-99, embora [mais] testes ainda estejam em andamento”, V.P.S. Awana, líder de uma equipe do Laboratório Nacional de Física da Índia, cuja equipe não conseguiu replicar os resultados devido ao que eles acreditam que havia impurezas em sua amostra, disseram à Live Science. “A substituição parcial de chumbo por cobre em uma cadeia unidimensional de apatita de chumbo é a chave. Esta não é uma tarefa fácil.”
Por outro lado, os resultados preliminares podem apontar para problemas mais profundos na pesquisa original. Antes de sua formação final, o LK-99 passa por duas fases precursoras (ou arranjos atômicos): um isolante diamagnético (que repele um campo magnético com o seu próprio e não conduz eletricidade) e um metal paramagnético (que é fracamente atraído por campos magnéticos). campos e conduz eletricidade).
Os cientistas especularam que, se essas duas fases não se uniram claramente em uma nova fase, elas podem ter criado muita confusão.
“Você pode ser facilmente enganado nessas circunstâncias, porque está misturando um metal com um isolante diamagnético, e nenhum deles tem nada a ver com a supercondutividade”, mas cada um pode ter alguns comportamentos semelhantes a ele, disse Norman.
Em outras palavras, cada uma dessas fases pode demonstrar alguns comportamentos que podem ser confundidos com supercondutividade. E mesmo que haja uma fase supercondutora, os cientistas podem não conseguir separá-la do restante da amostra e fazê-la funcionar.
“O que você realmente quer fazer é demonstrar resistência zero e o efeito Meissner, e de preferência em uma amostra de fase única”, disse Norman. “Pode haver alguma fase secundária que esteja fazendo algo interessante, mas a questão é o que é essa fase secundária e ela pode ser isolada das outras.”
Apesar do ceticismo, os cientistas ainda estão interessados no novo material. Se ele levita em temperatura ambiente, é raro, e alguns dos resultados experimentais e contribuições teóricas preliminares sugerem que o LK-99 pode ter propriedades intrigantes. Como algumas partes da teoria subjacente dos supercondutores ainda permanecem incertas, o estudo do material pode revelar informações importantes sobre como as estranhas fases do material funcionam em temperaturas mais altas.
Mas se uma aplicação revolucionária para a supercondutividade à temperatura ambiente, ou qualquer nova física, se esconde sob o exterior cinza fosco do LK-99, provavelmente levará meses para os experimentalistas saberem com certeza.
“Foi claramente apressado porque eles pensaram que um Prêmio Nobel estava em jogo. Para mim, esse é um comportamento científico normal”, disse Nadya Mason, física de matéria condensada da Universidade de Illinois, Urbana-Champaign, à Live Science. “Isso é ciência rápida. Estou entusiasmado com o fato de que, se existe, as pessoas estão tentando duplicá-lo. Porque, se as pessoas não pensassem que era promissor, não estariam tentando reproduzi-lo.”
Publicado em 13/08/2023 04h49
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