Perché tutti volevano LK

Sono state settimane selvagge per la comunità scientifica globale che è rimasta brevemente ma gloriosamente ipnotizzata da quello che sembrava un pezzo di roccia.

Verso la fine di luglio, i ricercatori della Corea del Sud hanno scoperto un materiale simile alla roccia non più grande di un minuscolo frammento di vetro, chiamato LK-99, e lo hanno dichiarato il primo superconduttore al mondo a temperatura ambiente e pressione ambiente.

Nel suo senso più elementare, un superconduttore descrive qualsiasi materiale con proprietà che rendono la resistenza elettrica – una misura di quanto bene qualcosa resiste al flusso di elettricità – essenzialmente inesistente.

Resistenza significa che sprechiamo elettricità praticamente ogni volta che utilizziamo qualcosa che richiede energia. La scoperta di un superconduttore a temperatura ambiente porrebbe fine a questa inefficienza, trasformerebbe in realtà la fantascienza e cambierebbe completamente il modo in cui vivono gli esseri umani.

Niladri Banerjee, docente presso il dipartimento di fisica dell'Imperial College di Londra, ha detto a Insider che, a livello atomico, questo calo di resistenza avviene quando gli elettroni caricati negativamente, che normalmente si respingono, si legano per formare coppie "in condizioni molto circostanze speciali." Questo legame crea stabilità che impedisce il tipo di dispersione che normalmente causerebbe resistenza.

Le condizioni per realizzare tutto ciò sono piuttosto impraticabili.

"Si formano a temperature molto basse", ha detto Banerjee. "Se si aumenta la temperatura, la disgregazione termica - tutto il movimento degli atomi e degli elettroni - provoca la rottura delle coppie."

Nel caso di un metallo come il niobio, oggi utilizzato come superconduttore, è necessaria una temperatura di circa -263 gradi Celsius per schiacciare la resistenza elettrica.

Pertanto, quando i risultati dell’LK-99 sono stati presentati su arXiv, un archivio aperto per documenti di ricerca, gli scienziati di tutto il mondo hanno espresso sia incredulità che euforia date le implicazioni in grado di cambiare il mondo.

Gran parte del dramma successivo è derivato dal fatto che le affermazioni non sono state sottoposte a revisione paritaria prima della pubblicazione, il che significa che devono essere replicate prima che qualcuno possa davvero entusiasmarsi. Sapendo questo, una serie di professionisti e scienziati da poltrona sono entrati in azione in un gigantesco e febbrile esperimento pubblico su Internet.

Sfortunatamente, in meno di 30 giorni da quando il documento è caduto come una bomba, i risultati suggeriscono che si è trattato di un disastro.

In un thread su X, Michael Fuhrer, professore alla School of Physics della Monash University in Australia, ha affermato che il documento originale ha raggiunto il suo scopo, anche se ha portato i ricercatori a denunciare i difetti della ricerca.

"Gli scienziati che hanno segnalato LK-99 ora sanno esattamente quali domande devono essere affrontate per produrre prove convincenti della superconduttività... che muoveranno la scienza più velocemente se c'è qualcosa da trovare", ha detto.

È un "se" troppo grande per essere ignorato, anche se Banerjee afferma che ci sono alcuni avvertimenti: un superconduttore a temperatura ambiente da solo non accelererà il progresso tecnologico.

Detto questo, una futura scoperta rappresenterebbe, secondo le parole di Banerjee, "una delle più grandi scoperte della fisica dell'ultimo secolo".

Ecco come un superconduttore a temperatura ambiente potrebbe cambiare tutto:

Le scansioni MRI sono uno strumento vitale nella valutazione di un paziente da parte di un medico, con i loro potenti magneti e le onde radio in grado di produrre immagini incredibilmente dettagliate dell'interno di un corpo umano. Purtroppo costano anche un sacco di soldi.

Non è raro che le macchine per la risonanza magnetica costino più di 1 milione di dollari. Con un superconduttore a temperatura ambiente, tale costo potrebbe diminuire.

Massoud Pedram, professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università della California del Sud, afferma che eliminerà la necessità di refrigerante liquido a base di elio, un materiale "costoso e di scarsa disponibilità" utilizzato per mantenere le macchine abbastanza fresche da funzionare .

Banerjee dice che questo calore spesso arriva perché "nella risonanza magnetica è necessario un grande campo magnetico" ad alta pressione, qualcosa che deriva dall'avvolgimento di un filo di rame in diverse bobine e dall'alimentazione con una corrente elevata. Per superare in parte questo problema, dice, si potrebbero invece avere "superconduttori avvolti", poiché una grande corrente può attraversarli senza alcuna "dissipazione di calore".