新たな超電導の主張が広まり、多くの科学者が懐疑的

Jul 01, 2023

研究者らは、新しい室温常圧超伝導体を発見したと発表しているが、多くの科学者は納得していない

噂に翼があるとすれば、驚異的な科学的主張にはジェットエンジンがある。 プレプリント サーバー arXiv.org に掲載されてから数時間以内に、韓国の科学者チームによる 2 つの論文が大きな話題を呼びました。 研究者らの驚くべき主張は、室温、常圧の超伝導体、つまり日常の条件下で完全に電気を伝導できる材料を発見したということだ。

本物の周囲条件の超伝導体は、多くの技術を変革する可能性があるとよくもてはやされます。 それによって、完璧に効率的な電力網、浮上列車、商業的に実行可能な核融合炉など、典型的なリストはさらに続く可能性があります。 著者らは、彼らの発見は「人類に新たな時代を開く全く新しい歴史的出来事となるだろう」と書いている。 しかし、彼らの実験はいまだ科学界によって適切に精査されておらず、画期的な超電導体の探索には、大きな主張が結局失敗に終わってきた長い歴史がある。

電子がアルミニウム線などの標準的な導電性材料の中を流れるとき、電子はバンパーカーのように動作し、原子で跳ね返されます。 このすべての跳ね返りによって抵抗が生じ、電流が減少します。 しかし、そのアルミニウム線が絶対零度 (華氏 -459 度) より約 1 ケルビン高いまで冷却されると、何か奇妙なことが起こります。つまり、電子が結合してペアになり、抵抗ゼロでアルミニウム原子間を摩擦なく滑空するようになります。

1987 年、研究者らは最初の「高温」超伝導体を発見しました。この材料は、安価で豊富な液体窒素を介して簡単に到達できる温度である 77 ケルビン (-321 °F) まで冷却するだけで済みました。 これらの物質は文字通りにも比喩的にも衝撃的であり、より暖かい超電導の可能性について科学者と一般の人々の間に熱狂を引き起こしました。 しかし、進歩が鈍化するにつれて熱意の多くは消え、「高温」超伝導体は低温で動かなくなり、実用的ではない脆さのままでした。

過去 10 年間、研究者たちは興味深い代替手段を追求してきました。彼らは、比較的暖かい温度で超伝導体である水素ベースの化合物を発見しましたが、それは 100 万気圧を超える圧力に絞られた場合に限られます。 そして、そのような高圧を維持することは、超低温を維持することよりもさらに非現実的です。

研究者らは新しいプレプリント論文の中で、鉛、銅、リン、酸素の化合物であるLK-99は、400ケルビン（華氏260度）以上の温度および周囲圧力では超伝導体であると述べている。 それらには、レーズンサイズの化合物のペレットを作るための詳細なレシピも含まれており、これには粉末材料を正確な比率で混合し、混合物を高温で焼く必要がある。

著者らはまた、LK-99のテストを実施したことを報告しており、電気抵抗率が378ケルビン（華氏220度）付近で急激に低下し、その後333ケルビン（華氏140度）付近でほぼゼロに達することを発見したと述べている。 電気抵抗がゼロであることは超電導の特徴ですが、本物の超電導体であることを確認するには他のテストが必要です。 そのようなテストの 1 つはマイスナー効果に関するものです。超伝導体は磁場を放出するため、他の磁石に反発し、象徴的な浮遊効果を生み出します。 韓国の研究者らは、LK-99がマイスナー効果を示していると主張するもののビデオを提供したが、磁石の上に浮くのは超伝導体だけではなく、例えばグラファイトも浮遊する。

超伝導の分野では、精査を乗り越えられなかった異常な主張が長い間悩まされてきた。 1987 年に、YBCO と呼ばれる化合物が高温超伝導体であることが発見された後、一部の研究者は、この化合物が室温で超伝導を発現する兆候が見えたと考えましたが、詳細に検査するとそれらは消えてしまいました。 かつて有望だった失敗例のリストは延々と続きます。アルミニウムと炭素のサンドイッチ、塩化銅、アンモニアベースの化合物などはすべて、室温での超伝導をからかっていましたが、最終的には幻であることが判明しました。