Andrew McCalip สาธิตการสังเคราะห์ LK99
(twitter.com/andrewmccalip)- บันทึกวันที่ 8.5 ของการทดลองสาธารณะเพื่อทดสอบว่าตัวอย่าง LK99 ที่สังเคราะห์เองมี Meissner effect หรือไม่ โดยขั้นตอนการทำตัวอย่าง ("made the rocks") เสร็จสิ้นแล้ว
- กู้ตัวอย่างที่ทำปฏิกิริยา 13 ชั่วโมงออกมาได้ แต่ปฏิกิริยา ไม่สมบูรณ์ (incomplete) และสารที่ตอบสนองต่อแม่เหล็กมีปริมาณน้อยมาก เพียงไม่กี่ชิ้นต่อหลอด
- สารที่ตอบสนองต่อแม่เหล็กมีลักษณะ เงาแบบโลหะ (shiny metallic) ต่างจากก้อนสีเทาเนื้อเดียวที่คาดไว้ จึงแสดงความสับสนว่าสิ่งนั้นคืออะไรกันแน่
- เมื่อวางแม่เหล็กให้ราบกับก้นบีกเกอร์ ตัวอย่างจะตั้งขึ้นทำ มุม 90 องศา กับสนามแม่เหล็ก และมีข้อสังเกตจากภายนอกว่าการเอียงนี้ไม่สามารถอธิบายได้ด้วย Meissner effect
- ทั้งตัวเขาเองและผู้ร่วมอภิปรายยังไม่สามารถตัดความเป็นไปได้ของ ferromagnetism ออกไปได้ จึงลงเอยด้วยข้อสงสัยว่าอาจเป็นวัสดุแม่เหล็กมากกว่าจะเป็นตัวนำยิ่งยวด
การทำและกู้ตัวอย่าง
- ณ วันที่ 8.5 การทำตัวอย่างเสร็จสิ้นแล้ว โดยใช้สำนวน "We made the rocks (เราทำก้อนหินได้แล้ว)" เพื่อบอกว่ามาถึงขั้นตอนนี้ของกระบวนการแล้ว
- กู้ตัวอย่างที่ทำปฏิกิริยา 13 ชั่วโมงออกมา ตอนแรกเขาบอกว่า "Looks delicious" แต่ไม่นานก็ประเมินว่าปฏิกิริยา "ไม่สมบูรณ์มาก (Very incomplete)" และดูเป็น "garbage (เละเทะ)"
- เปิดหลอดที่ 3 ดูแล้ว แต่ไม่มีผลลัพธ์พิเศษใด ๆ ภาพบันทึกก่อนหน้านี้เป็นสิ่งที่ออกมาจากหลอดดังกล่าว
ลักษณะภายนอกของตัวอย่างและความสับสนเรื่องตัวตน
- สารที่ตอบสนองต่อแม่เหล็กเป็นเพียงส่วนน้อยอย่างยิ่งของทั้งหมด อยู่ในระดับไม่กี่ชิ้น (shards) ต่อหลอด — คาดว่าอยู่ในระดับไมโครกรัม
- สารดังกล่าวมีลักษณะเงาและเป็นโลหะ (shiny and metallic) ไม่ใช่ก้อนรูปอิฐเนื้อเดียว (homogenous brick) อย่างที่คาดไว้ จึงมีปฏิกิริยาว่าสับสนว่าในมือมีอะไรอยู่กันแน่
- เมื่อเทียบกับ LK99 สีเทาที่ผ่านการซินเทอร์เป็นก้อน (bulk sintered grey) แล้ว สีและความเงาแตกต่างกัน และเขายกความเป็นไปได้ว่า Polish copper phosphide ของตัวเองอาจมีสิ่งเจือปนปนอยู่มากพอ
การสังเกตการตอบสนองต่อแม่เหล็ก
- เมื่อวางแม่เหล็กให้ราบและขนานกับก้นบีกเกอร์ ตัวอย่างจะตั้งขึ้นทำมุม 90 องศากับสนามแม่เหล็ก
- เห็นได้ชัดว่ามีส่วนที่ไม่ได้มีส่วนช่วยให้ลอยอยู่ เขาพยายามจะตรวจสอบด้วยการตัดตัวอย่าง ("rock surgery") แต่ไม่ได้ทำเพราะกังวลว่าชิ้นที่ใหญ่ที่สุดจะแตก
- @SizeMichael: ถ้าตัดส่วนที่ไม่ลอยออก ส่วนที่เหลือทั้งครึ่งจะลอยขึ้นหรือไม่ และการลอยเพียงครึ่งเดียวนี้เป็นปัญหาเรื่องความบริสุทธิ์ (purity) หรือไม่
ข้อถกเถียง Meissner effect vs ferromagnetism
- @Hontas_Farmer: ชี้ว่าการที่ตัวอย่างเอียงเฉียงไม่สามารถอธิบายได้ด้วย Meissner effect และจากการที่ตัวอย่างทั้งหมดที่รายงานมีพฤติกรรมเดียวกัน แสดงว่าไม่ใช่สภาวะตัวนำยิ่งยวด
- @VanGennepD: ต้องการข้อมูลเพิ่มเติมจึงจะตัด ferromagnetism ออกไปได้ พร้อมนำเสนอการเปรียบเทียบโดยทำการทดลองเดียวกันกับผงตะไบเหล็ก (iron filings)
- ตัวเขาเองบอกว่าพฤติกรรมดูแทบเหมือนกับในบทความ arxiv (2308.01516) แต่ในขณะเดียวกันก็แสดงความสงสัยว่าลักษณะภายนอกเงาเกินไปจน "ดูไม่เหมือนของจริงเท่าไร"
ข้อสรุปชั่วคราวและช่วงพัก
- เขาระบายว่า "ทำก้อนหินได้แล้ว แต่ก็ยังไม่รู้ว่ามันทำงานอย่างไร และรู้สึกเหมือนไม่รู้อะไรมากกว่าเดิม"
- พิจารณาคำอธิบายอื่น ๆ เช่น มีสารประกอบของตะกั่ว (lead) ตัวใดที่แสดงพฤติกรรม ferromagnetic หรือไม่ และย้ำจุดยืนว่าจะไม่ปล่อยให้ตัวเองถูกพาไปกับ echo chamber
- ประกาศพัก 24 ชั่วโมง โดยวางแผนจะ整理บทความจำนวนมากที่ออกมาในช่วงสุดสัปดาห์ และจัดระเบียบแนวทางการวิจัยต่อไป
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
พูดตามตรง วิดีโอนี้ยังไม่เห็นอะไรที่พิสูจน์ ความเป็นตัวนำยิ่งยวด ได้
ถ้า LK-99 เป็นตัวนำยิ่งยวดชนิดที่ 2 ก็ควรสังเกตเห็นการตรึงฟลักซ์ (flux pinning) ดังนั้นเมื่อใช้แหนบขยับชิ้นตัวอย่าง เส้นฟลักซ์ควรถูกตรึงไว้กับตำหนิในวัสดุและตัวอย่างควรคงอยู่ติดที่เดิม
แม้จะยังไม่เห็นข้อมูลสมบัติวัสดุอย่างความยาวสหสัมพันธ์ แต่จากบทความต้นฉบับ สนามวิกฤตของชิ้นเล็ก ๆ ดูเหมือนจะค่อนข้างต่ำ อยู่ราวหลายร้อยถึง 1000 Oe ดังนั้นแทนที่จะทำวัฏจักรความร้อน การเพิ่มความเข้มสนามแม่เหล็กด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อดูว่าตัวอย่างตกลงมาเมื่อถึงสนามวิกฤตลำดับที่สองหรือไม่ น่าจะโน้มน้าวได้มากกว่า
ถ้าสนามวิกฤตสูงเกินไปก็อาจให้ความร้อนกับตัวอย่างเพื่อลดมันลงได้ แต่ประเด็นสำคัญคือการสังเกตว่าความเป็นไดอะแมกเนติกพังทลายลงตามการเพิ่มสนามแม่เหล็กโดยไม่มีฮิสเทอรีซิสหรือไม่ ซึ่งในวัสดุไดอะแมกเนติกทั่วไปคงไม่แสดงแบบเดียวกัน
การทดสอบที่ดีที่สุดน่าจะเป็นการสร้างรอยต่อ Josephson แล้ววัดขั้น Shapiro ที่ความถี่สูง ซึ่งแทบอธิบายไม่ได้ด้วยสิ่งอื่นนอกจากวัสดุควอนตัมตัวนำยิ่งยวด
ถ้าตัวอย่างมีสิ่งเจือปนมาก การฉายไมโครเวฟแล้ววัดการสะท้อน/การส่งผ่านก็อาจเพียงพอ และอาจมีผล Josephson ภายในตัวเองเหมือนตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงก็ได้ แต่ถ้ายังไม่รู้รายละเอียดของวัสดุมากกว่านี้ก็ตัดสินยาก
ถ้าเป็นหนึ่งมิติ ก็ดูเหมือนจะสร้างลูปให้กระแสถาวรไหลในวัสดุก้อนใหญ่ได้ยาก และถ้าไม่รู้ทิศทางของความเป็นตัวนำยิ่งยวด การสร้างรอยต่อ Josephson ก็คงยากด้วย
ไม่แน่ใจว่ามีกรณีศึกษาเรื่องนี้หรือเปล่า และสัญชาตญาณก็ช่วยอะไรไม่ค่อยได้ในที่นี้
เห็นแบบนี้แล้วทำให้มอง Varda Space ในแง่บวกมากขึ้น
ถ้ามีวิศวกรชั้นสูงและความเชี่ยวชาญพร้อมทั้งได้วัตถุดิบเร็วกว่านี้ ก็น่าจะทำซ้ำได้เร็วมากเหมือนกลุ่มในจีน และจากที่เห็นใน Twitter เหมือนทำกันนอกเวลางานหลัก
แต่ก็น่าทึ่งที่จนถึงตอนนี้ยังไม่มีห้องแล็บวิชาการขนาดใหญ่แห่งไหนทำซ้ำได้สำเร็จ
ถ้าผมเป็นนักวิจัยสายนี้ในวงการวิชาการ ผมคงยึดตาม Sagan Standard และตรวจผลลัพธ์ซ้ำสามรอบก่อนจะอ้างอะไร
ดูเหมือนทุกคนกำลังถูกจังหวะข่าว 24 ชั่วโมงลากไป และทั้งงานจากจีนกับงานของ Varda ก็น่าสนใจ แต่ความเร็วในการดำเนินเรื่องแทบระดับวาร์ป
ไม่ว่าผลจะออกมาอย่างไร การได้เห็นขั้นตอนการผลิตและการทดลองแทบจะเรียลไทม์นั้น สร้างแรงบันดาลใจอย่างมหาศาล
ทีมต้นฉบับเองก็วิจัยเรื่องนี้มานานพอสมควร แต่มีอัตราสำเร็จเพียง 1/10 และว่ากันว่าหนึ่งในตัวอย่างที่ดีกว่าเกิดจากทำหลอดทดลองตกพื้นระหว่างการอบอ่อน
มีทั้งฝีมือและโชคปนกันไป
Nitter: https://nitter.net/andrewmccalip/status/1687405505604734978#...
Reddit ก็เหมือนกัน
ไม่เข้าใจว่ามีปัญหาอะไรกับ URL ของ Twitter เดิม
twitter.comเป็นnitter.nlเอง แทนที่จะรอโหลดและคอยปิดป๊อปอัปต่าง ๆน่าสนใจที่อันนี้ก็เกิดขึ้นที่ อุณหภูมิห้อง เหมือนกัน
ดูเหมือนเราจะสรุปอะไรได้บางอย่างจากสถานการณ์ชุดนี้
อย่างแรก กระบวนการสังเคราะห์ดูซับซ้อนกว่าที่บทความต้นฉบับบอกใบ้ไว้มาก และทุกกลุ่มนอกจากทีมต้นฉบับยังสร้างชิ้นใหญ่ที่มีความบริสุทธิ์พอไม่ได้
อย่างที่สอง ต่อให้มีตัวอย่างบริสุทธิ์ โครงสร้างทั้งหมดก็อาจไม่ได้เป็นตัวนำยิ่งยวดทั้งก้อน จึงอาจไม่ลอยเต็มที่และยกขึ้นแค่ตรงมุมด้านเดียว
อีกไม่นานคงดีขึ้น แต่ดูเหมือนเป็นความก้าวหน้าจริงมากกว่าจะเป็นของปลอมหรือกระแสตื่นตูม
นั่นบอกเป็นนัยว่าปัญหายุ่งยากเหล่านี้เป็นที่รู้กันอยู่แล้ว และการตกหล่นในช่วงแรกอาจตั้งใจไว้ หรือไม่ก็เป็นผลข้างเคียงอีกอย่างของดราม่าเกาหลีที่ชวนติดตามแบบเหลือเชื่อนี้
ผมเคยเรียนมาว่าความเป็นตัวนำยิ่งยวดในหนึ่งมิติถูกห้ามโดยทฤษฎีบท Mermin-Wagner
เราอาจเหนี่ยวนำความเป็นตัวนำยิ่งยวดในระบบหนึ่งมิติได้ แต่ต้องมีตัวนำยิ่งยวดมิติสูงกว่าที่อยู่ใกล้ ๆ ซึ่งเหมือนจะตรงข้ามกับสถานการณ์ที่กำลังเสนออยู่ตอนนี้ไม่ใช่หรือ
ถ้าใครเคยเห็นหรือเข้าใจบทความทฤษฎีที่อธิบายเรื่องนี้ อยากรู้มาก
Iris Alexandera เคยโพสต์ลิงก์ไปยังบทความทดลอง [1] แต่ผมไม่เข้าใจกลไกและก็แทบไม่มีการอ้างอิงเลย
[1] https://arxiv.org/abs/1103.1459
เมื่อเทียบกับสาวอนิเมชันรัสเซียนิรนามแล้ว ความ ถ่อมตัว ของเขาดูน่าสดชื่น
รูปกับวิดีโอก็ไม่ได้ถ่ายเหมือนใช้มันฝรั่งถ่ายมา
ไม่ใช่เพราะเธอนิรนาม แต่เพราะเธอปฏิเสธโดยสิ้นเชิงที่จะถ่ายวิดีโอหรือทำอะไรที่ทำให้คนนอกเชื่อคำกล่าวอ้างได้
ห้องแล็บเช็กก็กำลังบันทึกกระบวนการไว้เช่นกัน: https://twitter.com/CondMatfyz
ในบทความเกาหลีต้นฉบับก็มีการบันทึกไว้แล้ว แล้วในเมื่อ ข้อมูลปฐมภูมิ จากผู้คิดค้นเดิมเปิดเผยต่อทุกคน ทำไมถึงยังพยายามพึ่งข้อมูลทุติยภูมิที่ยังไม่ผ่านการยืนยันกันอยู่ก็ไม่เข้าใจ
ชิ้น LK-99 ของเขาใหญ่กว่าพวกเม็ดเล็ก ๆ ที่เคยเห็นจากที่อื่นมาก
อยากรู้ว่าบริษัทไหนจะได้ประโยชน์มากที่สุดจากการค้นพบนี้
เข้าใจ ศักยภาพของ LK-99 แต่คิดว่าน่าจะถูกนำไปใช้ที่ไหนก่อน?
ถ้าถูก ผมเลือกมอเตอร์ไฟฟ้า
การไม่ต้องใช้ระบบทำความเย็นเป็นข้อได้เปรียบมหาศาล
ถ้าแพง อุปกรณ์ MRI กับอุปกรณ์อวกาศน่าจะมาก่อน
ผมยอมรับเลยว่าตัวเองไม่ค่อยรู้เรื่องสาขานี้ แต่สงสัยว่ามันต่างจาก ชิ้นเหล็กเล็ก ๆ ที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก อย่างไร
หมายความว่าชิ้นในวิดีโอลอยแบบเดิมเสมอไม่ว่าจะหันทางไหนหรือ?
แล้วถ้าใช้แม่เหล็กไฟฟ้า ผลนี้จะยังเกิดอยู่ไหม?
เพราะอย่างนั้นในวิดีโอจากจีนจึงมีฉากที่ยกแม่เหล็กออก พลิกกลับ แล้ววางใหม่
ส่วน LK-99 ไม่ว่าหันขั้วไหนของแม่เหล็กเข้าหาตัวอย่าง “ปลาย” เดิมก็จะลอยขึ้นเหมือนเดิม
สำหรับผมมันดูเหมือนชิ้นตัวอย่างเล็ก ๆ พยายาม หมุนตัว มากกว่าจะพยายามลอย
มันเกือบจะดูเหมือนพยายามจัดแนวให้ตรงกับสนามแม่เหล็กมากกว่า
ไดโพลแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กจะได้รับแรงบิด และถ้าชิ้นเล็ก ๆ นั้นได้รับแรงบิดให้ชี้ไปในทิศทางหนึ่ง ก็อาจเอาชนะแรงดึงเข้าหาแม่เหล็กได้ง่าย
แรงบิดที่กระทำต่อไดโพลแปรผันตามสนามแม่เหล็กที่ใช้ ส่วนแรงนั้นแปรผันตามความชันของสนามแม่เหล็ก
ผู้ทดลองดูเหมือนจะใช้แม่เหล็กแบนขนาดค่อนข้างใหญ่หรือโซลินอยด์ขนาดใหญ่ และใช้บริเวณใกล้ศูนย์กลาง ซึ่งใกล้ผิวหน้ามีโอกาสสูงที่จะได้สนามแม่เหล็กที่ค่อนข้างสม่ำเสมอในเชิงพื้นที่
มันทำให้นึกถึงตอนที่เคยถือแม่เหล็กแท่งไว้ในแม่เหล็กไฟฟ้าของแท่นทดสอบพลาสมาขนาดเล็ก
แม้จะเรียกว่าเล็ก แต่มันยาวหลายฟุต กว้างราว 2 ฟุต และอันใหญ่ที่อยู่อีกฝั่งห้องจำได้ว่าขนาดพอ ๆ กับรถบรรทุกกึ่งพ่วง
ตอนนั้นคิดง่าย ๆ ว่าแม่เหล็กจะถูกดึงเข้าหาศูนย์กลาง แต่ความจริงไม่ได้เป็นแบบนั้นมากนัก กลับพยายามบิดตัวในมือค่อนข้างแรง