La humanidad puede estar en medio de otro avance que es tan impactante como la invención del transistor y el advenimiento —y eventual reivindicación— de la computación cuántica.
LK-99, el superconductor a temperatura ambiente.
LK-99, como se le ha llamado, es un nuevo compuesto que se cree permitirá la fabricación de superconductores a temperatura ambiente y presión ambiental.
El hallazgo fue publicado inicialmente por un equipo coreano el viernes pasado, y se está realizando un trabajo frenético en todo el mundo científico para validarlo. Y, hasta el momento, dos fuentes separadas ya han proporcionado confirmaciones preliminares de que esto podría ser real —con investigadores chinos incluso publicando pruebas en video—.
Los superconductores son una categoría de compuestos que pueden conducir electricidad sin resistencia ni pérdidas. Han sido una persecución inútil metafórica durante años, con múltiples equipos de investigación reclamando —y luego retractándose— documentos y anuncios de su logro. La razón es simple: pocas cosas se acercan al potencial de un descubrimiento superconductor real en términos de lo que puede hacer por la tecnología actual y futura de la humanidad.
1. 100 billion kWh of electricity are wasted on transmission losses each year in the US alone. That's equivalent to 3 of our largest nuclear reactors running 24/7. Superconductivity enables lossless electricity transmission at high voltages and currents.
— Alex Kaplan (@alexkaplan0) July 26, 2023
Imagínese si su CPU principal de 16 núcleos —que probablemente requiera una solución competente de refrigeración por agua para evitar que se incinere— funcionara sin pérdidas de energía, sin fugas de corriente, sin desperdicio de electricidad en forma de calor.
Y si lo aplicamos a las supercomputadoras del mundo, con los superconductores tendríamos trillones de transistores funcionando en tándem de mosaicos de GPU y CPU para acelerar cosas como las cargas de trabajo de inteligencia artificial (IA). O bien —por qué no— lo podríamos escalar al ámbito de la electrónica de consumo, yendo hacia la computación cuántica (uniones de Josephson) y los imanes en general (trenes de levitación magnética, reactores de fusión tokamak, imágenes por resonancia magnética, motores y generadores eléctricos, etc.).
Confirmación por levitación magnética
Pero puede que con LK-99 las cosas no sean aptas para escépticos esta vez. Dos equipos de investigación han confirmado informalmente ciertos aspectos de las afirmaciones de superconductividad del equipo coreano, aunque en pruebas preliminares.
La investigadora Sinéad Griffin del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de EE.UU. analizó detenidamente el artículo original, aprovechando las capacidades de supercomputación dentro del Departamento de Energía para simular el material LK-99. Esta mezcla compleja pero simple resulta de la combinación de los minerales lanarkita (Pb₂SO₅) y fosfuro de cobre (Cu₃P), que luego se hornean en un proceso de síntesis de estado sólido de 4 días, de varios pasos y en lotes pequeños.
National Lab (LBNL) results support LK-99 as a room-temperature ambient-pressure superconductor.
Simulations published 1 hour ago on arxiv support LK-99 as the holy grail of modern material science and applied physics.
(https://t.co/4t4D2gIeBp)Here's the plain-english… pic.twitter.com/mQNQuO4TFu
— Andrew Côté (@Andercot) August 1, 2023
Como resultado de las simulaciones, la investigadora publicó una carta de análisis en forma preimpresa a arXiv, donde confirmó que el material resultante debería manifestar las vías de superconducción para que los electrones viajen sin obstáculos y sin resistencia. Curiosamente, notó que estas vías superconductoras solo se forman en áreas muy específicas del compuesto, es decir, las áreas de mayor energía de la red cristalina resultante.
Debido a que la física dicta que los sistemas tienden a permanecer estables en sus estados de energía más bajos posibles, esto significa que la cantidad de material superconductor producido con cada intento de fabricación de «agitar y hornear» dará como resultado cantidades relativamente bajas del material. La esperanza, entonces, es que los refinamientos adicionales del proceso de fabricación produzcan mayores cantidades del material que luego se puede recolectar y utilizar para construir los propios superconductores.
(a) Vista superior del eje c de apatita de plomo y LK-99 producido por el software VESTA. (b) El LK-99 sintetizado.
No obstante, en lo que quizás sea la señal más definitiva de una verificación, los investigadores chinos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong afirmaron haber replicado con éxito el proceso de fabricación del superconductor, y publicaron un video en Bilibili como prueba.
First claimed successful replication of LK-99
Accomplished by a team at the Huazhong University of Science and Technology and posted 30 minutes ago.
Why this is evidence:
The LK-99 flake slightly levitates for both orientations of the magnetic field, meaning it is not simply a… pic.twitter.com/bh0x9oqaz2— Andrew Côté (@Andercot) August 1, 2023
El video muestra el efecto Meissner como una prueba definitiva de las capacidades superconductoras del material. El efecto Meissner se refiere a la expulsión de un campo magnético debido al proceso superconductor. Es la razón por la que el video muestra materiales que levitan —interactúan con el campo magnético inducido por Meissner de LK-99—.
A pesar de contar con estas confirmaciones independientes, la comunidad científica se muestra cautelosa, y es comprensible que pasará un tiempo antes de que se realice un anuncio definitivo. Y es que no es para menos, dicho anuncio implicaría un salto significativo en la tecnología actual y revolucionaría el mundo.
Fuente: TH. Edición: MP.
Desarrollan un compuesto llamado LK-99 que podría revolucionar la electrónica con superconductores