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先週、韓国の物理学者グループが驚くべき主張を行った。arXivのプレプリント・サーバーにアップロードされた2つの論文(12)の中で、彼らは「人類の新しい時代を切り拓く」物質を作り出したと述べている。

LK-99は鉛を主成分とする化合物で、室温・常圧の超伝導体とされている。通常の条件下では抵抗なく電気を通すこのような材料は、エネルギー生成や送電、輸送、コンピューティング、その他の技術分野に大きな影響を与える可能性がある。

この論文はネット上で熱狂的な支持を集め、この研究を再現しようとする動きもある。同時に、韓国の研究者たちの間では、この研究が発表されるべきだったかどうかをめぐって論争が起きているという報告もある。

超伝導体はなぜ超伝導なのか

銅線のような普通の導体に電流が流れると、電子は原子とぶつかり合いながら移動する。その結果、電子はエネルギーを失い、電線は発熱する。

超伝導体では、電子は何の抵抗もなく動く。超電導線はエネルギーを失うことなく電気を送ることができ、超電導磁石は列車を浮かせたり、核融合炉の激しいプラズマを封じ込めるのに十分なほど強力である。

しかし、既知の超伝導体はすべて、超低温(一般に-100℃以下)または超高圧(通常の大気圧の10万倍以上)を必要とする。このような制約があるため、超電導体は高価であり、多くの用途には実用的ではない。

過去にいくつかの研究チームが、様々な物質で室温超伝導を検出したと主張しているが、どの主張も精査には耐えていない。つい先週も、アメリカの物理学者Ranga Dias氏による超伝導論文が、データ捏造の疑いで撤回された

従って、常温超伝導体の実現は驚くべき発見ではあるが、新たな主張には懐疑的であるべきだろう。

大胆な主張

韓国の研究者によれば、LK-99はラナルカイト(Pb2(SO4)O )とリン化銅(Cu3P)を組み合わせた焼成プロセスで作ることができる。その結果、この物質は通常の気圧と127℃までの温度で超伝導の2つの重要な兆候、すなわちゼロ抵抗と磁気浮上を示すという。

彼らは、LK-99がどのようにして室温超伝導を示すかについて、もっともらしい理論を提唱しているが、明確な実験的証拠は示していない。論文に示されたデータは決定的なものではないようである。

超伝導体の特徴のひとつはマイスナー効果で、磁石の上に置くと浮遊する。

ビデオのデモンストレーションでは、研究者たちはLK-99を磁石の上に置いた。LK-99の平らな円盤の片方の端は浮き上がるが、もう片方の端は磁石と接触しているように見える。

私たちは、超伝導体が完全な浮遊を示し、さらに磁石に対して一定の位置を保つ「量子ロック」を示すと予想している。慈善的な解釈では、このビデオで見られる挙動は、試料の不完全性によるもので、試料の一部だけが超伝導になるということかもしれない。

従って、室温超伝導の有力な証拠を提示されたと言うには時期尚早である。

次の課題

現在のところ、LK-99について我々が知っているのは、査読を受けていない2つのarXiv論文だけである。どちらの論文も、型破りではあるが、同様の測定結果を示している。しかし、内容にはいくつかの違いがあり、また著者にも違いがある。

ではどうなるのか?科学のプロセスが動き出す。

専門家たちは論文を精査する。他の研究所の研究者たちは、論文に書かれた実験を再現しようと試み、室温超伝導体が完成するかどうかを確認することになるだろう。

これらの重要なステップは、LK-99の主張の妥当性と信頼性を確立するために必要である。もしこの主張が検証され、確認されれば、過去数十年の物理学と材料工学における最も画期的な進歩のひとつとなるかもしれない。

しかし、この研究が厳密な審査と試験を受けるまでは、私たちはこの主張に慎重に対処しなければならない。私たちは皆、大きな関心をもって検証プロセスの結果を待つことになるだろう。


本記事は、Mahboobeh Shahbazi氏によって執筆され、The Conversationに掲載された記事「Viral room-temperature superconductor claims spark excitement – and skepticism」について、Creative Commonsのライセンスおよび執筆者の翻訳許諾の下、翻訳・転載しています。

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