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Un equipo de científicos surcoreanos liderado por el físico Seok-bae Lee recientemente causó conmoción en la comunidad científica al anunciar el descubrimiento del primer superconductor a temperatura ambiente. Pero el artículo de investigación ha sido elogiado y criticado por una comunidad científica ansiosa por probar de forma independiente sus hallazgos.
En dos artículos preimpresos publicados en arXiv, Lee y sus colegas en el Instituto de Investigación de Energía Cuántica presentaron LK-99, un material que, según ellos, exhibe superconductividad a temperaturas de hasta 400K (127°C), superando ampliamente el récord anterior de -135°C. Si se valida, este supuesto avance, podría permitir computadoras cuánticas, transmisión de energía sin pérdidas y tecnología revolucionaria de almacenamiento de baterías.
La temperatura de una sustancia es una medida de la energía cinética de las moléculas en su interior. Un material caliente significa que sus electrones se mueven como locos, mientras que el frío representa electrones más lentos y tranquilos. Un superconductor permite que los electrones fluyan sin resistencia, generando cero calor.
Cuando una sustancia se enfría por debajo de su temperatura crítica, los electrones pueden deslizarse, como una persona cruzando una habitación casi vacía donde solo unas pocas personas están haciendo yoga. En contraste, a temperaturas más cálidas, los electrones en el material chocan y se repelen entre sí, como personas tratando de cruzar por una pista de baile de discoteca abarrotada. Esta resistencia significa la pérdida de potencia o energía.
Estos científicos han afirmado efectivamente haber desarrollado una forma de hacer que cruzar la pista de baile abarrotada sea tan fácil como cruzar una habitación de yoga fría y vacía.
Utilizando un novedoso método de reacción en estado sólido resumido en el artículo, los investigadores sintetizaron LK-99 y probaron su resistencia eléctrica. Esa resistencia disminuyó bruscamente a 220°C, lo que indica superconductividad. También demostraron levitación magnética parcial, una propiedad distintiva, llamada el "efecto Meissner", de los superconductores.
Los escépticos han afirmado que la levitación magnética parcial ilustrada en el artículo es solo una ilusión generada por otro imán que está fuera del marco de la imagen, señalando el hecho de que el objeto no está completamente levitando. Los investigadores dicen que la levitación parcial se debe a imperfecciones en el material LK-99, donde algunas partes de la sustancia están en un estado superconductor mientras que otras partes no lo están.
La levitación parcial mostrada por LK-99. Imagen: Sciencecast
Los detalles escasos proporcionados sobre las condiciones experimentales son un punto clave de controversia. Ha habido afirmaciones anteriores de lograr la superconductividad a temperatura ambiente que posteriormente fueron desacreditadas. Science magazine informa que otros investigadores ahora están compitiendo para reproducir independientemente LK-99.
"Se presentan como verdaderos aficionados", dijo Michael Norman, un teórico del Laboratorio Nacional Argonne a Science. "No saben mucho sobre la superconductividad y la forma en que han presentado algunos de los datos es sospechosa".
Nadya Mason, una física de la materia condensada en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, dijo "los datos parecen un poco descuidados".
El tema ha mantenido a Science Twitter tuiteando durante días, con muchos investigadores, y aspirantes a investigadores, compartiendo sus opiniones.
Un científico, Sinéad M. Griffin en Berkeley Labs, utilizó una supercomputadora del Departamento de Energía de los Estados Unidos para ejecutar simulaciones que un ingeniero dijo que "respaldan a LK-99 como el Santo Grial de la ciencia de materiales moderna y la física aplicada".
Mientras tanto, una científica del suelo rusa que se hace llamar Iris Alexandra, descrita como una "gatita anime", documentó sus intentos de reproducir los resultados del artículo en su cocina.
La controversia también rodea las circunstancias de la publicación del artículo. El coautor Hyun-Tak Kim de la Universidad William & Mary dice que uno de los dos artículos preliminares se publicó sin permiso y contiene "muchas fallas." Otros, como Alex Kaplan de la Universidad de Princeton, sugieren que los autores se centraron en asegurar un coautor prominente para adjuntar al trabajo, facilitando la publicación apresurada.
La perspectiva de los superconductores a temperatura ambiente ha cautivado durante mucho tiempo a los científicos por su potencial revolucionario. Las redes de energía sin pérdidas, trenes más rápidos, reactores de fusión compactos, electrónica hiper eficiente y otros vuelos de fantasía científica y tecnológica podrían convertirse en realidad.
Pero las afirmaciones anteriores se han desmoronado bajo escrutinio, y la reproducibilidad ha plagado la investigación de superconductores durante décadas.
Si LK-99 pasa la prueba del tiempo, podría inaugurar una nueva era de innovación. Por ahora, los físicos contienen la respiración en anticipación esperanzada mientras los resultados enfrentan un juicio de fuego adjudicado por la comunidad científica más amplia. Puede llevar semanas o meses separar el descubrimiento histórico del pensamiento ilusorio.
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