Un nuovo incredibile superconduttore è stato scoperto la scorsa settimana in Corea del Sud, ma potrà davvero rivoluzionare la scienza?
La scorsa settimana, due articoli di scienziati sudcoreani hanno rilasciato una dichiarazione straordinaria che ha scatenato una frenesia sui social media e spinto al rialzo i prezzi di alcune azioni in Cina e Corea del Sud: la scoperta di un pratico superconduttore che avrebbe il potenziale per rivoluzionare la scienza. I superconduttori sono materiali che consentono alla corrente elettrica di fluire senza resistenza, una proprietà che rivoluzionerebbe le reti elettriche in cui l’energia viene persa nella trasmissione, nonché campi avanzati come i chip informatici, in cui la resistenza elettrica funge da limite di velocità. Ma questo nuovo superconduttore rivoluzionerà davvero la scienza?
Il nuovo superconduttore scoperto in Corea del Sud rivoluzionerà davvero l’elettronica?
I documenti in cui si parla di questa scoperta, apparsi su un sito Web utilizzato dagli scienziati per condividere la ricerca prima della revisione formale e della pubblicazione, hanno spronato i ricercatori di tutto il mondo, inclusi almeno due laboratori nazionali statunitensi e tre università cinesi, a dare un’occhiata più da vicino al materiale proposto.
I materiali superconduttori esistono già in luoghi come le macchine MRI per l’imaging medico e alcuni computer quantistici, ma mostrano le loro proprietà superconduttive solo a temperature estremamente basse, rendendoli poco pratici per un ampio utilizzo.
I ricercatori sudcoreani la scorsa settimana hanno affermato di aver trovato un superconduttore che funziona a temperatura ambiente, che è stato a lungo considerato un Santo Graal per gli scienziati del settore.
I ricercatori hanno anche pubblicato una ricetta per produrre il materiale, soprannominato LK-99, che prevede l’assunzione di un minerale relativamente comune chiamato apatite di piombo e l’introduzione di un piccolo numero di atomi di rame.
I fisici intervistati da Reuters hanno detto che la buona notizia è che non esiste una legge della fisica che dica che un superconduttore a temperatura ambiente non può esistere, e il materiale descritto dal team sudcoreano è facile da coltivare, il che significa che altri ricercatori dovrebbero essere in grado di iniziare a ottenere risultati già in questa settimana.
Ora bisogna aspettare affinché venga dimostrata la prova della scoperta, e per farlo sono necessari altri laboratori che replichino in modo affidabile le scoperte dei ricercatori sudcoreani.
I ricercatori di almeno tre università cinesi hanno dichiarato nei giorni scorsi di aver prodotto versioni di LK-99 con risultati variabili. Un team della Huazhong University of Science and Technology ha pubblicato un video che pretende di mostrare il materiale che levita su un magnete, il che è importante perché i veri superconduttori possono fluttuare su un magnete con qualsiasi orientamento, senza ruotare come una bussola.
Ma un altro team, della Qufu Normal University, ha affermato di non aver osservato la resistenza zero, una delle caratteristiche richieste da un superconduttore. Un terzo, della Southeast University nella città cinese orientale di Nanjing, ha affermato di aver misurato una resistenza pari a zero, ma solo a una temperatura di 110 Kelvin (-163 gradi Celsius).
Giovedì scorso gli esperti sudcoreani hanno affermato che avrebbero istituito un comitato per verificare le affermazioni.
Eric Toone, uno scienziato diventato investitore presso la Breakthrough Energy Ventures di Bill Gates, ha affermato che sta monitorando qualsiasi revisione tra pari e gli sforzi di riproduzione da parte di laboratori affidabili.
“Le misurazioni necessarie per verificare o dimostrare la superconduttività sono molto difficili da effettuare“, ha affermato Toone. “Se è giusto, cambierà completamente il gioco, ma fino a quando non avremo più conferme, dobbiamo solo essere pazienti“.
La possibile cattiva notizia per LK-99 è che il campo dei superconduttori è pieno di materiali che all’inizio mantengono le promesse ma che si disgregano sotto esame. I ricercatori hanno persino un nome utile per loro: oggetti superconduttori non identificati.
“Li chiamiamo USO“, ha detto Mike Norman, un fisico della materia condensata presso l’Argonne National Laboratory. “C’è una lunga storia di USO che risale a molto tempo fa, comprese alcune persone molto famose che pensavano di avere un superconduttore e non l’avevano. È come qualsiasi cosa nella scienza: puoi essere ingannato. Anche le brave persone possono essere ingannate“.
Norman ha detto che i documenti originali avevano dei problemi. Alcuni potrebbero essere stati onesti errori tipografici dovuti alla fretta di pubblicare la ricerca, ma più preoccupante è stata la mancanza di dati su un ampio intervallo di temperature per mostrare come si comporta il materiale quando è in uno stato superconduttore e quando non lo è.
“Le persone usano spesso questo metodo per mostrare quanto del campione è in realtà un superconduttore e quanto non lo è“, ha detto Norman.
Anche altri ricercatori hanno trovato motivi di cautela. Sinéad Griffin, un fisico dello stato solido e scienziato del Lawrence Berkeley National Laboratory, ha utilizzato un supercomputer del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per simulare il materiale proposto.
Griffin ha scoperto che l’inserimento di atomi di rame nell’apatite di piombo ha causato il riarrangiamento degli atomi del materiale in un modo inaspettato che ricorda i superconduttori esistenti. Ma quell’effetto dipende dal fatto che gli atomi di rame vadano in un punto in cui naturalmente non vogliono andare, il che potrebbe rendere più difficile la produzione del materiale in grandi quantità.
Griffin ha avvertito che la sua simulazione ha dei limiti: non può dimostrare in modo definitivo che il materiale sia un superconduttore e il lavoro presuppone che i ricercatori possano posizionare atomi di rame nell’apatite di piombo con precisione perfetta. Nel mondo reale, è improbabile e potrebbe avere un grande effetto sul materiale.
E “anche se LK-99 si rivelasse essere un superconduttore a temperatura ambiente, ci vorrà ancora del tempo per determinare quanto possa essere utile”, ha affermato Michael Fuhrer, professore di fisica alla Monash University di Melbourne, in Australia. Ad esempio, Fuhrer ha affermato che non sono stati forniti dati su quanta corrente elettrica il materiale potrebbe essere in grado di trasportare ed essere ancora un superconduttore, una questione chiave per migliorare le reti elettriche.
Tuttavia, Fuhrer e altri fisici hanno affermato che vale la pena studiare i risultati dato tutto ciò che rimane sconosciuto sui superconduttori e la possibilità che possano essere scoperti casualmente in un materiale comune.
“Ci sono un sacco di minerali là fuori che non abbiamo ancora esaminato“, ha detto Norman di Argonne. “E c’è probabilmente una fisica molto interessante che si nasconde in questi minerali“.