Mẫu về chất siêu dẫn LK-99 đột phá sắp được trao cho ủy ban các chuyên gia khoa học

Chất siêu dẫn là vật liệu cho phép dòng điện chạy qua mà không có điện trở, một đặc tính sẽ cách mạng hóa lưới điện khi năng lượng bị thất thoát trong quá trình truyền cũng như các lĩnh vực tiên tiến như chip điện toán, nơi điện trở đóng vai trò giới hạn tốc độ.

Theo Hiệp hội Siêu dẫn và Chất làm lạnh Hàn Quốc (KSSC), các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Lượng tử sẽ bàn giao các mẫu LK-99, vật liệu mà họ tuyên bố là có khả năng dẫn điện với điện trở bằng 0 ở nhiệt độ phòng và áp suất môi trường xung quanh, sau khi hoàn tất việc xem xét nghiên cứu từ một tạp chí học thuật khác.

“Quá trình xem xét dự kiến sẽ mất từ hai đến bốn tuần”, KSSC cho biết trong một phản hồi gửi qua email. Tuần trước, KSSC bày tỏ lo ngại về sự tranh cãi do những "tuyên bố chưa được xác minh" gây ra.

Theo trang Bloomberg, Sukbae Lee và Ji-Hoon Kim tại Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Lượng tử tháng trước đưa ra tuyên bố về LK-99 trong hai bài viết được chia sẻ trước khi xuất bản, đồng nghĩa công trình chưa được các chuyên gia xem xét.

Cụ thể hơn, nhóm nhà nghiên cứu này công bố công thức chế tạo "chất siêu dẫn", được đặt tên là LK-99, liên quan đến việc sử dụng một loại khoáng chất tương đối phổ biến có tên apatite chì và thêm vào một số lượng nhỏ nguyên tử đồng.

Tầm quan trọng của tuyên bố đó đã thúc đẩy nỗ lực toàn cầu để tái tạo thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Lượng tử càng nhanh càng tốt.

Ngoài việc lấy các mẫu trực tiếp từ Sukbae Lee và Ji-Hoon Kim để xác minh, KSSC cho biết một phương pháp khác là sao chép các vật liệu như được mô tả trong bài viết và đo tính siêu dẫn của chúng ở nhiệt độ phòng, môi trường xung quanh. Ba tổ chức khác nhau đang thử phương pháp này bằng cách sử dụng các vật liệu mà họ thu được một cách độc lập.

Ủy ban xác minh tại KSSC do Kim Changyoung, giáo sư Đại học Quốc gia Seoul và là chuyên gia trong lĩnh vực liên quan, đứng đầu.

Các cổ phiếu được cho có liên quan đến chất siêu dẫn đã tăng giá tại Seoul hôm 8.8. Cổ phiếu Sunam Co tăng tới 22% lên mức kỷ lục mới, còn cổ phiếu Shinsung Delta Tech Co tăng 30%.

Cổ phiếu Sunam Co, công ty sản xuất dây điện dùng cho chất siêu dẫn, đã tăng gần 400% kể từ khi nghiên cứu LK-99 được công bố. Thế nhưng, Sunam Co bày tỏ lo ngại về việc bị coi là cổ phiếu có liên quan.

“Chúng tôi không có bất kỳ quan hệ hợp tác nghiên cứu hoặc kinh doanh nào với trung tâm nghiên cứu tuyên bố đã phát hiện chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng dưới áp suất môi trường xung quanh”, Sunam Co cho biết trên trang web của mình cuối ngày 7.8.

Các nhà khoa học hoài nghi về LK-99

Xuất hiện trên arXiv tháng trước, hai bài viết của nhóm nhà khoa học Hàn Quốc đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới xem xét kỹ hơn nội dung. Trong số đó có ít nhất hai phòng thí nghiệm quốc gia ở Mỹ và ba trường đại học Trung Quốc.

Các vật liệu siêu dẫn tồn tại ở những nơi như máy chụp cộng hưởng từ để chụp ảnh y tế và một số máy tính lượng tử, nhưng chỉ thể hiện đặc tính siêu dẫn ở nhiệt độ cực thấp, khiến chúng không thực tế để sử dụng rộng rãi.

Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã xuất bản hai bài viết, bài đầu tiên với 3 tác giả và bài thứ hai chi tiết hơn với 6 tác giả (chỉ có 2 trong 3 tác giả từ bài đầu tiên). Không ai trong số các tác giả này trả lời câu hỏi của hãng tin Reuters.

Các nhà vật lý được Reuters phỏng vấn nói tin tốt là không có định luật vật lý nào nói rằng chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng không thể tồn tại và vật liệu mà nhóm nghiên cứu Hàn Quốc mô tả rất dễ phát triển. Điều này đồng nghĩa các nhà nghiên cứu khác có thể bắt đầu thu được kết quả từ tuần này.

Tiêu chuẩn vàng để chứng minh việc phát hiện ra một chất siêu dẫn thực tế có thật hay không là các phòng thí nghiệm khác tái tạo thí nghiệm của nhóm nghiên cứu Hàn Quốc.

Những ngày gần đây, các nhà nghiên cứu từ ít nhất ba trường đại học Trung Quốc cho biết đã sản xuất các phiên bản của LK-99 với kết quả khác nhau. Một nhóm từ Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung đã đăng video nhằm mục đích cho thấy vật liệu này bay lên trên nam châm. Điều này rất quan trọng vì các chất siêu dẫn thực sự có thể lơ lửng trên nam châm theo bất kỳ hướng nào mà không quay như la bàn.

Nhóm khác từ Đại học Sư phạm Khúc Phụ không quan sát thấy điện trở bằng 0, một trong những đặc điểm bắt buộc của chất siêu dẫn. Nhóm thứ ba từ Đại học Đông Nam cho biết đo được điện trở bằng 0, nhưng chỉ ở nhiệt độ 110 Kelvin (-163 độ C).

Eric Toone, nhà khoa học đầu tư tại tổ chức Breakthrough Energy Ventures của Bill Gates, cho biết ông đang theo dõi mọi nỗ lực tái tạo kết quả và đánh giá ngang hàng của các phòng thí nghiệm danh tiếng.

Eric Toone nói: “Các phép đo cần thiết để xác minh tính siêu dẫn là rất khó thực hiện. Nếu đúng, điều này hoàn toàn thay đổi cuộc chơi, nhưng cho đến khi có thêm sự xác thực, chúng ta chỉ có thể kiên nhẫn chờ đợi”.

"Bạn có thể bị lừa"

Tin xấu có thể xảy ra với LK-99 là lĩnh vực siêu dẫn chứa đầy những vật liệu ban đầu rất hứa hẹn nhưng thất bại khi được xem xét kỹ lưỡng. Một số nhà nghiên cứu thậm chí đã đặt cho chúng một cái tên thú vị - các vật thể siêu dẫn chưa xác định (USOs).

"Chúng tôi gọi chúng là USOs. Đã có một lịch sử lâu dài về USOs từ rất lâu trước đây, kể cả một số người rất nổi tiếng nghĩ rằng họ có chất siêu dẫn nhưng thực tế thì không phải. Điều này giống như bất kỳ thứ gì trong khoa học - bạn có thể bị lừa. Ngay cả những người giỏi cũng có thể bị lừa", Mike Norman, nhà vật lý vật chất ngưng tụ tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne (Mỹ), nói.

Mike Norman cho rằng bài viết gốc của các nhà nghiên cứu Hàn Quốc có vấn đề. Có lỗi đánh máy khi vội vàng đăng tải nghiên cứu, nhưng điều đáng lo ngại hơn là thiếu dữ liệu trên phạm vi nhiệt độ rộng để cho thấy vật liệu hoạt động như thế nào khi ở trạng thái siêu dẫn và khi không phải.

Mike Norman lý giải: “Người ta thường sử dụng phương pháp đó để chỉ ra bao nhiêu phần trăm của mẫu thực sự là chất siêu dẫn và không phải”.

Các nhà nghiên cứu khác cũng tìm thấy lý do để thận trọng. Sinéad Griffin, nhà vật lý chất rắn và nhà khoa học ở Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (Mỹ), đã sử dụng siêu máy tính của Bộ Năng lượng Mỹ để mô phỏng vật liệu được các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đề xuất.

Sinéad Griffin phát hiện ra rằng việc đưa các nguyên tử đồng vào apatite chì khiến các nguyên tử của vật liệu này sắp xếp lại theo một cách không mong đợi giống với các chất siêu dẫn hiện có. Thế nhưng, hiệu ứng đó phụ thuộc vào việc các nguyên tử đồng được đặt vào vị trí mà chúng không muốn đi vào, điều này có thể khiến việc sản xuất vật liệu số lượng lớn trở nên khó khăn hơn.

Sinéad Griffin cảnh báo rằng mô phỏng của bà có giới hạn, không thể chứng minh một cách thuyết phục rằng vật liệu này là chất siêu dẫn và công việc mô phỏng giả định rằng các nhà nghiên cứu có thể đặt các nguyên tử đồng vào apatite chì với độ chính xác hoàn hảo. Trong thế giới thực, điều đó khó xảy ra và có thể ảnh hưởng lớn đến vật liệu.

Michael Fuhrer, giáo sư vật lý tại Đại học Monash (Úc), nói ngay cả khi LK-99 trở thành chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng thì vẫn cần thời gian để xác định mức độ hữu ích của nó. Michael Fuhrer cho biết không có dữ liệu nào về khả năng vật liệu có thể truyền điện dòng điện qua mà vẫn duy trì tính siêu dẫn, đây là câu hỏi quan trọng để cải thiện lưới điện.

Song, Michael Fuhrer và các nhà vật lý khác nói những kết quả này rất đáng để nghiên cứu, xét đến tất cả những điều còn chưa biết về chất siêu dẫn và khả năng chúng có thể được phát hiện tình cờ trong một loại vật liệu thông thường.

"Có rất nhiều khoáng chất ngoài kia mà chúng ta chưa khám phá. Dường như có một số điều rất thú vị ẩn trong những khoáng chất này", Mike Norman nói.