LK-99: ทีมมหาวิทยาลัยตงหนานสังเกตพบความต้านทานเป็นศูนย์ต่ำกว่า 110K
(twitter.com/lipez400)- ในตัวอย่าง LK99 มีการสังเกตปรากฏการณ์ที่ความต้านทานไฟฟ้าแทบเป็น 0 ในช่วง ต่ำกว่า 110K แต่ยังไม่ใช่หลักฐานโดยตรงของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง
- ผลการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) ของตัวอย่างที่สังเคราะห์ได้ สอดคล้องอย่างมากกับตัวอย่างที่ทีมวิจัยเกาหลีรายงานไว้ และในบางช่วงยืนยันได้ว่ามี ความบริสุทธิ์ สูงกว่า
- ในการวัดแบบ 4-probe (four-probe) ช่วงอุณหภูมิสูงมีพฤติกรรมแบบสารกึ่งตัวนำ และเมื่ออุณหภูมิลดลง ความต้านทานก็ลดลงจนเกือบเป็น 0 ใกล้ 110K
- จากตัวอย่างทั้งหมด 6 ชิ้น พบความต้านทานเป็นศูนย์เพียง 1 ชิ้นเท่านั้น ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่มีพฤติกรรมแบบสารกึ่งตัวนำ
- ในการวัด Meissner effect ไม่พบไดอะแมกเนติกสมบูรณ์ จึงประเมินว่าสัดส่วนองค์ประกอบตัวนำยิ่งยวดอยู่ในระดับต่ำ และยังต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมว่ามีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องหรือไม่
- ผู้นำเสนอ: Sun Yue (Sun Yuyue) จากภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัย Southeast University
ภาพรวมงานวิจัยและประเด็นประกาศสำคัญ
- สรุปงานวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับ LK99 พร้อมคำอธิบายโดยตรงเพื่อแยกจากการตีความที่ เกินจริงหรือบิดเบือน ของสื่อภายนอกและสื่อของตนเอง
- แม้ยังยืนยันการมีอยู่ของปรากฏการณ์ตัวนำยิ่งยวดไม่ได้ แต่สามารถสังเกตความต้านทานเป็นศูนย์ที่ ต่ำกว่า 110K ได้สำเร็จ
- การสังเกตนี้อาจเป็น หลักฐานสำคัญ ที่สนับสนุนความเป็นไปได้ของการมีอยู่จริง
- บทความวิจัยที่เกี่ยวข้องจะจัดทำและเผยแพร่ผ่านบัญชีของทีม โดยจะเปิดเผยต้นฉบับในเร็ว ๆ นี้
องค์ประกอบทีมวิจัย
- ทีมวิจัยตัวนำยิ่งยวดของภาควิชาฟิสิกส์ (School of Physics) แห่ง Southeast University
- ดำเนินงานร่วมกันโดยนักศึกษา 3 คน และ Professor Xiao
การสังเคราะห์ตัวอย่างและการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD)
- เปรียบเทียบผล XRD ของงานวิจัยก่อนหน้า 2 ชิ้น กับผลรังสีเอกซ์ของ ตัวอย่าง 4 แบตช์ ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่
- สอดคล้อง อย่างมาก กับผลรังสีเอกซ์ของสารชนิดเดียวกันที่ทีมวิจัยเกาหลีรายงานไว้
- ในบางรายการยืนยันได้ว่ามี ความบริสุทธิ์สูงกว่า ตัวอย่างของทีมเกาหลี
การวัดความต้านทานไฟฟ้า
- วัด zero impedance ตั้งแต่ 300K จนถึงอุณหภูมิต่ำ โดยใช้กระแส 1mA
- เนื่องจากตัวอย่างมีลักษณะเปราะ (brittle) และขึ้นรูปเป็นรูปทรงสม่ำเสมอได้ยาก จึงใช้ ตัวอย่างรูปร่างไม่สม่ำเสมอ และวัดด้วย 4-probe (four-probe)
- ที่อุณหภูมิสูงมี พฤติกรรมคล้ายสารกึ่งตัวนำ และเมื่ออุณหภูมิลดลง ความต้านทานก็ลดลง
- ที่ 110K ความต้านทานแทบเป็น 0 โดยมีค่าความต้านทานประมาณ 10⁻⁵~10⁻⁶ Ω และที่กระแส 1mA มีแรงดันอยู่ราว 10⁻⁸~10⁻⁹
- อุปกรณ์วัดคือ PPMS และยืนยันการเพิ่มขึ้นของสัญญาณที่จุดดังกล่าว
- ในการวัดก่อนหน้านี้เคยสังเกตการลดลงของความต้านทานใกล้ 250K โดยไม่ทราบสาเหตุ และยังไม่ทราบที่มา
การเปลี่ยนผ่านสู่ตัวนำยิ่งยวดภายใต้สนามแม่เหล็ก
- เมื่อให้สนามแม่เหล็ก การเปลี่ยนผ่านสู่ ตัวนำยิ่งยวดค่อนข้างคงตัว
- เมื่อเพิ่มสนามแม่เหล็ก พบพฤติกรรมที่ อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านขยับบางส่วน
- พฤติกรรมที่ดูเหมือนย้อนกลับในช่วง 9 และ 7 นั้น รายละเอียดไม่ชัดเจน และยังไม่ทราบสาเหตุ
ความสามารถในการทำซ้ำตามตัวอย่างแต่ละชิ้น
- ในช่วง บ่ายวันที่ 1 สิงหาคม มีการยืนยันพฤติกรรมคล้ายการลดลงของความต้านทานจากการเปลี่ยนผ่านสู่ตัวนำยิ่งยวดเป็นครั้งแรก แต่สัดส่วนของตัวอย่างที่ให้ความต้านทานเป็นศูนย์มีน้อยมาก
- เพิ่มจำนวนตัวอย่างและวัดรวม 6 ชิ้น โดยพบ ความต้านทานเป็นศูนย์ เพียง 1 ชิ้น
- ตัวอย่างที่เหลือส่วนใหญ่มี พฤติกรรมแบบสารกึ่งตัวนำ
การวัด Meissner effect
- ทำการวัด Meissner effect กับตัวอย่างที่ให้ความต้านทานเป็นศูนย์
- ในการวัดทางแม่เหล็ก ไม่พบไดอะแมกเนติกสมบูรณ์
- จึงประเมินว่าสัดส่วนของ องค์ประกอบตัวนำยิ่งยวด ในตัวอย่างดังกล่าวอยู่ในระดับค่อนข้างต่ำ
บทสรุปและแผนในอนาคต
- ประสบความสำเร็จในการสังเกตความต้านทานเป็นศูนย์ต่ำกว่า 110K ใน วัสดุ LK99
- อย่างไรก็ตาม นี่ยัง ไม่ใช่หลักฐานของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง
- การพิจารณาว่าเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องหรือไม่นั้นยังอยู่ใน ขั้นตอนการสำรวจและการวัด และต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม
- ทีมวิจัยจะดำเนินการศึกษาต่อเนื่อง และมีแผนประกาศผลที่ปรับปรุงแล้วต่อไป
1 ความคิดเห็น
ความเห็นจาก Hacker News
https://nitter.net/lipez400/status/1686793608626663441
โดยส่วนตัวแล้วถือว่าน่ามีกำลังใจมาก 110K นั้นสูงจริง ๆ และสูงกว่า YBCO ที่ใช้ในเทปตัวนำยิ่งยวด “อุณหภูมิสูง” เชิงพาณิชย์ด้วย
ถ้าเรื่องนี้เป็นจริง ก็ดูเป็นหลักฐานจากบุคคลที่สามชิ้นแรกที่พอใช้ได้ว่า ทีมวิจัยต้นฉบับไม่ได้แค่หลอกลวง เพราะถ้าเป็นการหลอกลวงล้วน ๆ ก็คงไม่น่าจะค้นพบตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงชนิดใหม่ได้จริง แม้จะไม่ใช่อุณหภูมิห้องก็ตาม แย่ที่สุดก็เท่ากับว่าพวกเขาค้นพบตัวนำยิ่งยวดชนิดใหม่ที่เจ๋งและอาจมีการประยุกต์เชิงพาณิชย์ได้ ส่วนดีที่สุดก็อาจมีรูปแปรของวัสดุนี้ที่เป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องจริง ๆ ไม่ว่าจะทางไหนก็เป็นการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ น่าแปลกที่ตลาดพยากรณ์ไม่ตอบสนอง ไม่รู้ว่าเป็นเพราะแหล่งที่มาน่าเชื่อถือต่ำหรือเปล่า อยากรู้ว่าคนที่อ่านภาษาจีนได้จะทราบไหม
ข้อมูลที่เปิดเผยมีจำกัด ทำให้ตีความยาก และยังมีความเป็นไปได้อีกมาก เช่น สิ่งปนเปื้อนหรือปัญหาของชุดทดลอง จากสมบัติวัสดุที่น่าสนใจในกราฟจะกระโดดไปสรุปว่าเป็นตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิห้องทันทีไม่ได้ และนี่ก็เป็นข้อมูลยืนยันเพียงอย่างเดียวจากทีมนี้ด้วย ยิ่งไปกว่านั้น ตัวอย่างไม่ได้แสดงไดอะแมกเนติก เหตุผลที่ยังสงสัยคือ 1) มีวิดีโอที่เกือบจะชวนเชื่อได้แพร่ไปมาก 2) ผลจากทีมอื่น ๆ ไม่ค่อยดี 3) มีประวัติว่าการค้นพบตัวนำยิ่งยวดแบบนี้ท้ายที่สุดไม่เป็นจริง และ 4) ตัวบทความต้นฉบับเองก็น่าสงสัย
ช่วงต้นของวันนี้ผมค่อนข้างสงสัยเพราะวิดีโอทั้งหลายไม่น่าเชื่อถือ แต่ผลนี้ผลักไปทาง “อาจเป็นของจริง” อย่างมาก
ข้อมูลดูสมเหตุสมผล แต่ใน Fig.3(a) มีช่วงที่ความต้านทานลดลงอย่างแปลก ๆ ระหว่าง 200K~250K ส่วน Fig.3(b) ก็แปลกนิดหน่อยเพราะความต้านทานขยับขึ้นลงไม่เป็นระเบียบตามความแรงของสนามแม่เหล็ก
ผมค่อนข้างสงสัยวัสดุนี้ เลยจะคอมเมนต์ก่อนว่า ผลนี้ไม่ควรถูกประเมินต่ำไป โดยพื้นฐานแล้วมันเท่ากับยืนยันการมีอยู่ของ ตระกูลตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงชนิดใหม่ และเป็นครั้งแรกนับตั้งแต่คอปเปอร์ออกไซด์ในปี 1986
อ้างอิงว่าในบทความยุคแรกของคอปเปอร์ออกไซด์ อุณหภูมิวิกฤตวัดได้ที่ 36K หลังจากนั้นในช่วงไม่กี่ปี การสังเคราะห์วัสดุอื่นในตระกูลเดียวกันและปรับสภาพการเติบโตให้เหมาะสมทำให้ดันขึ้นไปถึง 127K ได้ 110K ที่เห็นใน LK-99 วันนี้คือการตั้งค่ามาตรฐานเริ่มต้น และเป็นมาตรฐานที่ดีมากด้วย ผมว่าตอนนี้ตื่นเต้นได้แล้ว
การขึ้นกับสนามแม่เหล็กนั้นแปลกอยู่จริง ๆ ปกติเมื่อสนามแม่เหล็กแรงขึ้น ความเป็นตัวนำยิ่งยวดควรอ่อนลงและอุณหภูมิวิกฤตควรลดลง แต่ตรงนี้ไม่เห็นเป็นแบบนั้น ด้วยอุณหภูมิวิกฤตที่สูงขนาดนี้ ความเป็นตัวนำยิ่งยวดอาจแข็งมากและสนามแม่เหล็กที่ใช้ยังไม่แรงพอก็ได้ แต่การวัดที่ดีกว่าน่าจะยังแสดงการลดลงเล็กน้อยของอุณหภูมิวิกฤต
ข่าวใหญ่มาก แค่การค้นพบตัวนำยิ่งยวดประเภทนี้ก็เป็นความสำเร็จที่ใหญ่พออยู่แล้ว ทำให้ ความเป็นไปได้ว่าเป็นการหลอกลวง ลดลง
ความเป็นไปได้ที่วัดผิดมาตลอดหลายปีก็ลดลงด้วย จากมุมมองคนนอกวงการ ดูเหมือนว่าตัวอย่างจากเกาหลีอาจแค่ดีกว่า หรือเป็นอีกแบตช์หนึ่ง จึงแสดงความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องได้จริง
ผมไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญ แต่ถ้าดูวิดีโอต้นฉบับและความพยายามทำซ้ำตามตัวบท มันแสดง ไดอะแมกเนติก อย่างแรงที่อุณหภูมิห้อง ตัวนำยิ่งยวดมีไดอะแมกเนติกที่อุณหภูมินำยิ่งยวดเพราะ ผลไมส์เนอร์
ถ้าอย่างนั้นก็หมายความว่า LK-99 เป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำ และแยกกันแล้วก็ยังมีไดอะแมกเนติกอย่างแรงที่อุณหภูมิห้องด้วย ถ้าไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวดก็จะไม่มีผลไมส์เนอร์ เรื่องนี้แปลกไหม?
สิ่งที่แปลกคือการลดลงของความต้านทานที่อุณหภูมิสูงกว่า ซึ่งอาจเป็นความผิดปกติของการวัด หรือเป็นปรากฏการณ์ที่พิลึกจริง ๆ
ดังนั้นไม่ใช่ว่าไม่เคยมีมาก่อน แต่ถ้า LK-99 มีสมบัติแบบนั้นจริง ก็แน่นอนว่าจะกลายเป็นหัวข้อวิจัยจำนวนมาก
วิดีโอ LK-99 บางคลิปแสดงปฏิกิริยากับแม่เหล็กก้อนเดียว ซึ่งเขาว่าเป็นสมบัติที่ไม่มีในวัสดุไดอะแมกเนติก แต่มีในตัวนำยิ่งยวด
แต่ความเป็นไปได้ที่จะเป็นปรากฏการณ์ฟิสิกส์ใหม่นั้นเล็กจนแทบหายไป และด้วยไดอะแมกเนติกระดับนี้ แทบจะแน่นอนว่าเรากำลังเห็นความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องและความดันปกติ
น่าสนใจดี บางแห่งได้ไดอะแมกเนติกที่แรงที่อุณหภูมิห้องและความดันปกติ และตอนนี้ก็มีคนรายงานว่าเห็น ความต้านทานเป็น 0 จริง ๆ ที่อุณหภูมิต่ำ
ขอรับเป็นข่าวเชิงบวกเล็กน้อยก็แล้วกัน ถ้ามันเป็นตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิวิกฤตสูงเฉพาะในช่วงอุณหภูมิของไนโตรเจนเหลว และในขณะเดียวกันก็แสดงไดอะแมกเนติกที่แรงที่อุณหภูมิห้องด้วย ก็น่าทึ่งทีเดียว เพียงแต่ไม่แน่ใจว่านั่นน่าทึ่งกว่าตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องและความดันปกติหรือไม่
เรามักคาดว่าเมื่อสภาพนำยิ่งยวดหายไป ไดอะแมกเนติกก็น่าจะหายไปด้วย
แบบนั้นกระแสไฟฟ้าก็ต้องผ่านบริเวณที่มีความต้านทาน ทำให้โดยรวมยังเจอกับความต้านทานอยู่
อนึ่ง ตารางติดตาม ความพยายามในการทำซ้ำ พร้อมแหล่งอ้างอิงบนหน้า Wikipedia ของ LK-99 ค่อนข้างมีประโยชน์: https://en.wikipedia.org/wiki/LK-99
ถ้าวัสดุนี้มีอยู่จริง ทำซ้ำได้ และผลิตได้ในราคาถูก ก็อยากให้ผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้อธิบายว่ามันหมายความว่าอย่างไร
ในคอมเมนต์มีความตื่นเต้นแบบหอบหายใจราวกับพลังงานฟรีและเครื่องจักรนิรันดร์อยู่แค่เอื้อม แต่จากที่ลองค้นดูนิดหน่อย มันดูใกล้เคียงกับการทำให้ประสิทธิภาพโครงข่ายไฟฟ้าดีขึ้น 10% หรือทำให้ MRI ถูกลงเล็กน้อยมากกว่า แอปพลิเคชันที่ชัดเจนและน่าตื่นเต้นซึ่งทำให้ทุกคนตื่นเต้นคืออะไร? เป็นปัญหาเรื่องฟิวชันหรือการกักพลาสมาในโทคาแมกหรือเปล่า? เพราะปัจจุบันต้นทุนการทำความเย็นแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดเป็นหนึ่งในอุปสรรคใหญ่ต่อการผลิตพลังงานสุทธิ?
ถ้ามี ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องและความดันปกติ ก็จะส่งไฟฟ้าจากแหล่งผลิตพลังงานไปยังจุดบริโภคได้เกือบสมบูรณ์แบบ ทำให้สิ่งที่ก่อนหน้านี้เป็นไปไม่ได้กลายเป็นไปได้ เช่น ตั้งกังหันลมในพื้นที่ห่างไกลของมอนแทนาเพื่อจ่ายไฟให้ชิคาโก
เช่น กำลังต่อคอลัมน์เพิ่ม 10 เท่า กำลังต่อมวลหรือปริมาตรเพิ่ม 10 เท่า หรือแค่แรงขึ้น 10 เท่า ลองนึกถึงตอนที่ความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่เพิ่มจาก NiCd ไปเป็นลิเธียมไอออน 5 เท่า แล้วจู่ ๆ ก็มีควอดคอปเตอร์ ไฟฉายที่เผากระดาษได้จากระยะ 10 ก้าว เครื่องดูดฝุ่นพกพาขนาดเท่ากระป๋องน้ำอัดลมที่ดูดขนสัตว์เลี้ยงจากพรมขนยาวได้ และรถยนต์แบตเตอรี่เกิดขึ้นมา ลองจินตนาการว่าเรื่องแบบนั้นเกิดขึ้นอีกครั้ง
แบริ่งที่ใช้แม่เหล็กลอยตัวก็น่าจะดีเหมือนกัน
มีคำว่า “extraterrestrial super islands” โผล่มาหลายครั้ง เลยสงสัยว่าเป็นการแปลผิดของ Meissner effect หรือเปล่า ยังไงก็เป็นคำที่เท่ดี
“super islands” น่าจะมาจากคำว่า 超岛 ซึ่งออกเสียงเหมือน 超导 หรือก็คือสภาพนำยิ่งยวด ส่วน 室温 หรืออุณหภูมิห้อง กลายเป็น extraterrestrial ได้อย่างไรก็ไม่รู้ แต่ดูเหมือนโมเดลรู้จำเสียงจะแย่มาก ๆ บางทีอาจเป็นเส้นทาง 室温(shi4wen1) → shi4wai4 → 室外(outdoors)/世外(out of this world) → extraterrestrial ก็ได้
วิดีโอจริงอยู่ที่นี่: https://www.bilibili.com/video/BV1pM4y1p7u5
สรุปสั้น ๆ คือ ผมไม่ใช่นักฟิสิกส์และบริโภคข้อมูลวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เป็นภาษาอังกฤษ จึงอาจผิดเล็กน้อย วัสดุนี้เปราะและทำให้เป็นรูปทรงสม่ำเสมอได้ยาก มีการลดลงของความต้านทานแปลก ๆ แถว 230K ซึ่งอาจเป็นอาร์ติแฟกต์จากขั้นตอนการวัดหรืออุปกรณ์ วันที่ 1 สิงหาคม พบตัวอย่างที่มีความต้านทานเกือบเป็น 0 ทำให้ตื่นเต้นมากและเริ่มค้นหาเพิ่ม ทดสอบตัวอย่าง 6 ชิ้น แต่มีเพียงหนึ่งชิ้นเท่านั้นที่แสดงความต้านทานเป็น 0 ต่ำกว่า 110K โดยพื้นฐานแล้วผลลัพธ์ยังไม่ชี้ขาด แต่มีแนวโน้มดี