Minulý týden oznámila skupina jihokorejských fyziků překvapivé výsledky. Ve dvou článcích, které nahráli na preprintový server arXiv, popsali, že vytvořili materiál, který „otevírá novou éru pro lidstvo“. Mohl by vést elektřinu bez odporu při pokojové teplotě. Tvrzení je však ještě nutné ověřit.
V obou studiích informovali o nové hmotě, která dostala jméno LK-99. Jedná se o sloučeninu na bázi olova, která by podle tohoto výzkumu měla být supravodičem při pokojové teplotě a okolním tlaku. Takový materiál je už desítky let snem moderních fyziků.
Představte si sítě vyrobené z drátů, které by dokázaly vést elektřinu bez jakéhokoliv odporu. To znamená, že se v nich při přenosu neztrácí žádná energie přeměnou na teplo. To by pak mělo zásadní dopad nejen na výrobu, přenos a ukládání energie, ale také pro výpočetní techniku nebo dopravu a mnoho dalších oborů techniky. Kdyby takový materiál vznikl, a byl přitom dostatečně levný, změnilo by to většinu lidské civilizace.
Výsledky korejského týmu proto vyvolaly na internetu bouřlivé nadšení a několik pokusů o replikaci. Zároveň se ale objevily zprávy o sporech mezi korejskými vědci, kteří se nedokázali shodnout, jestli měl být výzkum v této podobě vůbec zveřejněný.
Troška fyziky
Když obyčejným vodičem, jako je měděný drát, protéká elektrický proud, elektrony při pohybech narážejí do atomů. V důsledku toho elektrony ztratí část energie a vodič se zahřeje.
V supravodiči se ale elektrony pohybují bez odporu. Supravodivé dráty mohou přenášet elektřinu bez ztráty energie a například supravodivé magnety jsou díky tomu dostatečně silné, aby levitovaly celé vlaky a zadržovaly divoké plazma ve fúzních reaktorech.
Věda už dokázala vytvořit spoustu supravodičů, od té doby, co tento fenomén poprvé před 112 lety popsal nizozemský fyzik Heike Kamerlingh Onnes. Všechny známé supravodiče ale vyžadují velmi nízké teploty (obvykle nižší než -100 ℃) anebo naopak extrémně vysoké tlaky (více než stotisícinásobek běžného atmosférického tlaku). Kvůli tomu je tato technologie velmi drahá, a tedy nepraktická pro běžný život.
Jihokorejští vědci tvrdí, že LK-99 lze vyrobit procesem, v němž se zkombinují minerály lanarkit (Pb₂SO₅) a fosfid mědi (Cu₃P). Výsledný materiál podle nich vykazuje dva klíčové znaky supravodivosti při normálním tlaku vzduchu a teplotě až 127 ℃: nulový odpor a magnetickou levitaci.
Co s tím?
Vlastnosti supravodičů jsou natolik zajímavé, že je zkoumá spousta vědeckých týmů po celém světě. A rovnou několik z nich už v minulosti tvrdilo, že se jim podařilo najít supravodivost při pokojové teplotě v různých látkách. Tyto „objevy“ sice vždy zaplavily média a dostalo se jim velké pozornosti, ale žádné z nich se nepodařilo zopakovat. Například v červenci byl stažen z odborného tisku článek amerického fyzika Ranga Diase o supravodivosti – kvůli podezření z falšování údajů.
Proto fyzici doporučují, například v článku, který vyšel na webu Conversation, vůči takovým informacím skepsi. Základní výhradou podle nich je, že korejský výzkum poskytl o supravodivosti reálně jen značně chabé důkazy. Jeho autoři totiž jen navrhli pravděpodobnou teorii, jak by LK-99 mohl vykazovat supravodivost při pokojové teplotě, ale neposkytli jednoznačné experimentální důkazy.
Dalším důkazem, že všechno není tak, jak studie tvrdí, je i prosté pozorování. Jedním ze znaků supravodiče je Meissnerův jev, který způsobuje levitaci při umístění nad magnetem. Ve videoukázce vědci umístili kousek LK-99 nad magnet. Jeden okraj plochého disku LK-99 se zvedá, ale zdá se, že druhý okraj zůstává v kontaktu s magnetem. „Očekávali bychom, že supravodič bude vykazovat plnou levitaci a také kvantové uzamčení, které ho udržuje v pevné poloze vůči magnetu,“ píší kritici v Conversation. Podle nich může být chování materiálu vysvětlitelné tím, že supravodivou se stává pouze část vzorku.
Netvrdí, že je to úplný nesmysl, jen že je zatím příliš brzy na to, aby se dalo říct, že má věda přesvědčivý důkaz supravodivosti při pokojové teplotě. Posledním argumentem pro ně je, že ani jedna z korejských studií neprošla zatím recenzním řízením.
Nastupuje věda
Věda nepřichází s neprůkaznými tvrzeními – naopak vyžaduje od výsledků, aby se daly opakovat, a to v jiných laboratořích. A přesně to se stane nyní. V recenzním řízení nezávislí odborníci z oboru detailně přezkoumají všechny dokumenty, jež jsou součástí studií a pokusí se najít v nich chyby, nedostatky nebo falzifikaci dat.
Pokud žádné problémy nenajdou, začnou další výzkumná pracoviště s dodržením postupů, které Korejci popsali, výsledky replikovat – vyzkouší tedy, jestli i oni dosáhnou stejných výsledků.
Pokud se toto všechno potvrdí, mohlo by to nakonec znamenat jeden z největších průlomů ve fyzice a materiálovém inženýrství za posledních několik desetiletí.
