ตัวนำยิ่งยวดตัวแรกที่ทำงานได้ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ?

 (arxiv.org)
2 คะแนน โดย GN⁺ 2023-07-26 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • ทีมวิจัยอ้างว่า LK-99 ซึ่งมีโครงสร้าง lead-apatite ที่ถูกดัดแปลง เป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องซึ่งมี Tc ≥ 400K, 127°C ที่ความดันบรรยากาศ
  • หลักฐานที่นำเสนอประกอบด้วย ความต้านทานเป็นศูนย์·ปรากฏการณ์ Meissner พร้อมทั้งอุณหภูมิวิกฤต กระแสวิกฤต สนามแม่เหล็กวิกฤต และการวิเคราะห์ XRD·XPS·EPR·ความจุความร้อน·SQUID
  • กลไกสำคัญอธิบายว่า Cu²⁺ เข้าแทนที่ตำแหน่ง Pb²⁺ ทำให้เกิด การหดตัวของปริมาตร 0.48% และความเค้นนี้ทำให้ส่วนต่อประสานของเสาทรงกระบอก Pb(1) บิดเบี้ยว จนเกิด superconducting quantum well (SQW)
  • ในตัวอย่างฟิล์มบาง มีการนำเสนอ แรงดันในช่วง 0.1µV/cm และค่าความต้านทานจำเพาะระดับ 10⁻¹⁰~10⁻¹¹Ω·cm และระบุว่ากระแสวิกฤต 7mA ยังคงอยู่แม้ที่ 400K และมากกว่า 3000Oe
  • ข้อสรุปของบทความคือ สภาพนำยิ่งยวดของ LK-99 ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศไม่ได้มาจากแรงดันภายนอกหรืออุณหภูมิต่ำ แต่มาจาก ความบิดเบี้ยวระดับจุลภาคและ strain ภายในโครงสร้าง

ข้ออ้างเรื่องสภาพนำยิ่งยวดของ LK-99 ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ

  • ทีมวิจัยอ้างว่าสังเคราะห์ ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งทำงานได้ที่ความดันบรรยากาศ
    • ชื่อวัสดุคือ LK-99
    • โครงสร้างเป็น lead-apatite ที่ถูกดัดแปลง
    • อุณหภูมิวิกฤตถูกระบุว่า Tc ≥ 400K หรือมากกว่า 127°C
  • อธิบายว่าตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องซึ่งใช้ hydrogen sulfide และ yttrium super-hydride ที่มีอยู่เดิม จำเป็นต้องใช้ความดันสูงมาก จึงยากต่อการนำไปใช้กับอุปกรณ์ในชีวิตประจำวัน
  • LK-99 ถูกนำเสนอเป็นกรณีที่แก้ปัญหาเรื่องอุณหภูมิและความดันด้วยแนวทางทางเคมี

การวัดที่ใช้ตัดสินสภาพนำยิ่งยวด

  • บทความนำเสนอหลายรายการร่วมกันเพื่อประเมินสภาพนำยิ่งยวดของ LK-99
    • อุณหภูมิวิกฤต (Tc)
    • ความต้านทานเป็นศูนย์
    • กระแสวิกฤต (Ic)
    • สนามแม่เหล็กวิกฤต (Hc)

    • ปรากฏการณ์ Meissner

      • การวิเคราะห์ XRD, XPS, EPR, ความจุความร้อน, SQUID
      • การวัดแรงดัน-กระแสดำเนินการในช่วง 298K~398K โดยเว้นช่วงทุก 20K
      • การวัดทำในสุญญากาศ 10⁻³ Torr ด้วยวิธีสลับขั้ว DC
      • ความต้านทานจำเพาะของตัวอย่าง bulk ถูกวัดได้ในช่วง 10⁻⁶~10⁻⁹Ω·cm
      • ตัวอย่างฟิล์มบางผลิตขึ้นบนแผ่นกระจกความแม่นยำสูงด้วยกระบวนการ thermal evaporation
      • แรงดันที่วัดได้อยู่ในช่วง 0.1µV/cm
      • ค่าความต้านทานจำเพาะที่คำนวณได้คือ 10⁻¹⁰~10⁻¹¹Ω·cm
      • บทความมองว่าผลลัพธ์นี้เป็นไปตามเงื่อนไขความต้านทานเป็นศูนย์ตามมาตรฐาน IEC

คุณสมบัติแม่เหล็กและกระแสที่คงอยู่ถึง 400K

  • มีการระบุว่าค่าการทำให้เป็นแม่เหล็ก DC แบบ zero-field cooling และ field cooling ในสนามแม่เหล็ก 10Oe ยังคงเป็น ค่าลบจนถึง 400K
    • ทีมวิจัยตีความว่าสิ่งนี้เป็นหลักฐานว่ามีเฟสตัวนำยิ่งยวดอยู่จนถึง 400K
  • กระแสวิกฤตยังไม่เป็นศูนย์แม้ที่ 400K และมากกว่า 3000Oe โดยระบุค่าไว้ที่ 7mA
  • จากผลลัพธ์นี้ บทความจึงตัดสินว่าอุณหภูมิวิกฤตของ LK-99 สูงกว่า 400K
  • LK-99 ถูกนำเสนอในรูปแบบผลึกหลายผลึก
    • ความต้านทานที่ไม่สม่ำเสมอของตัวอย่าง bulk ถูกเชื่อมโยงกับ ขอบเกรน, intergranular vortex flow และ free vortex flow
    • เอกสารเสริมยังรวมถึงการสังเกตปรากฏการณ์คล้าย Josephson และผลเทอร์โมอิเล็กทริกด้วย

การวิเคราะห์โครงสร้างและกลไกการแทนที่ด้วย Cu

  • จากผล XRD มีการระบุว่า LK-99 เป็น ผลึกหลายผลึก และพีคหลักสอดคล้องกับโครงสร้าง lead-apatite ได้ดี
    • พบ สิ่งเจือปน Cu₂S บางส่วนด้วย
  • พารามิเตอร์แลตทิซของ lead-apatite เดิมคือ a=9.865Å, c=7.431Å
  • พารามิเตอร์แลตทิซของ LK-99 คือ a=9.843Å, c=7.428Å และปริมาตรลดลง 0.48%
  • สูตรเคมีที่คาดไว้คือ Pb₁₀₋ₓCuₓ(PO₄)₆O, x=0.9~1.0
    • อธิบายว่าเป็นโครงสร้างที่ตำแหน่ง Pb(2) ประมาณหนึ่งตำแหน่งใน lead-apatite ถูกแทนที่ด้วยไอออน Cu(II)
  • ขนาดของไอออน Cu²⁺ คือ 87pm ส่วนไอออน Pb²⁺ คือ 133pm
    • ตีความว่าการแทนที่ด้วย Cu²⁺ ที่เล็กกว่าทำให้ปริมาตรหดตัว และการหดตัวนี้สร้างความเค้นในส่วนเครือข่าย
  • การคำนวณความหนาแน่นอิเล็กตรอนและการวิเคราะห์ XPS นำไปสู่การตีความว่าความเค้นส่งผลต่อโครงสร้างเสาทรงกระบอก Pb(1)
    • ตำแหน่งของ Pb(1) ขยับเล็กน้อยเข้าด้านในหรือออกด้านนอกบนระนาบแกน a
    • ระยะของชั้นหนึ่งในโครงสร้างสามเหลี่ยมของ Pb(1) ลดลงจาก 3.03340Å เป็น 2.61815Å
    • ระยะของชั้นถัดไปเพิ่มขึ้นเป็น 5.23476Å
    • ระยะระหว่างชั้นตามแนวแกน c คือ 3.7140Å ซึ่งแทบเท่ากับ 3.7153Å ของ lead-apatite

การตีความ superconducting quantum well (SQW)

  • สัญญาณ EPR ถูกนำเสนอว่ามีรูปแบบเดียวกับกรณี quantum well แบบ heterojunction เช่น Si/SiGe, natural DNA ในสภาพแห้ง และ α-Fe₂O₃ ที่โดปด้วย Mg²⁺
  • ทีมวิจัยตีความสัญญาณนี้ว่าเป็นสัญญาณ cyclotron resonance ของ 2-dimensional electron gas (2-DEG) ใน quantum well
  • ตามการตีความนี้ superconducting quantum well (SQW) จะเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่าง Pb(1) กับออกซิเจนใน phosphate
  • สภาพนำยิ่งยวดของ LK-99 ถูกสรุปว่ามีความเกี่ยวข้องอย่างลึกซึ้งกับ SQW นี้
  • ผลความจุความร้อนก็ถูกนำเสนอว่าเหมาะสมกับโมเดลใหม่ที่ใช้อธิบายสภาพนำยิ่งยวดของ LK-99
  • ข้อสรุปสุดท้ายคือ โครงสร้างเฉพาะตัวที่สามารถรักษาโครงสร้างบิดเบี้ยวระดับจุลภาคของส่วนต่อประสานไว้ได้ ทำให้สภาพนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศของ LK-99 เป็นไปได้

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2023-07-26
ความคิดเห็นบน Hacker News

  • แม้เนื้อหาใน论文จะเป็นความจริงทั้งหมด วัสดุในรูปแบบปัจจุบันก็อาจมี ขอบเขตการใช้งานที่จำกัด
    สนามแม่เหล็กวิกฤตและกระแสวิกฤตที่นำเสนอดูต่ำมาก 2500 Oe คือประมาณ 0.25T และ REBCO ก็เกิน 1T ที่ 77K อยู่แล้ว อีกทั้ง 2500 Oe ไม่ใช่ค่าที่ได้ที่อุณหภูมิวิกฤต แต่เป็นค่าที่อุณหภูมิต่ำกว่านั้นมาก
    ผมหาขนาดตัวอย่างที่ใช้วัดกระแสไม่เจอ จึงไม่รู้ความหนาแน่นกระแสวิกฤต และกระแสเพียงราว 300mA ก็ยังมีความหมายไม่มาก ตอนนี้ดูเหมือนว่ายังปล่อยกระแสขนาดใหญ่ได้ยาก และคงยากที่จะสร้างการใช้งานตัวแทนของ การปฏิวัติตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิห้อง อย่างแม่เหล็กแรงสูงหรือสายส่งไฟฟ้าได้ แน่นอนว่าแค่ปรับวัสดุเพิ่มอีกเล็กน้อยก็อาจได้ J_c และ B_c ที่สูงขึ้น จึงหวังจริง ๆ ว่าจะเป็นเช่นนั้น

    • หากสร้างผลึกเดี่ยวได้ หรืออย่างน้อยทำให้ ขนาดเกรนผลึก ใหญ่ขึ้น ความหนาแน่นกระแสก็อาจดีขึ้นอย่างมาก
      ตัวอย่างตัวนำยิ่งยวดที่ไม่บริสุทธิ์มักอยู่ในสภาพคล้ายฟองน้ำที่มีบริเวณตัวนำยิ่งยวดและบริเวณไม่เป็นตัวนำยิ่งยวดปะปนกัน และหน้าตัดที่นำกระแสจริงมักไม่ถึง 25% ทำให้กระแสวิกฤตถูกจำกัด สมัยที่ผมเคยทำ YBCO เองก็เป็นแบบนี้เป็นส่วนใหญ่ และบางครั้งก็ได้ตัวอย่างที่ดี
      มีสิทธิบัตรการเติบโตของผลึกเดี่ยว YBCO ด้วย: https://patents.google.com/patent/US6046139A/en
      ดูจากภาพตัวอย่างในหน้า 7 ของ论文แล้ว มันดูเหมือนก้อนคล้ายฟองน้ำจริง ๆ อาจเป็นก้อนฟองน้ำระดับรางวัลโนเบลก็ได้ แต่ก็ยังเป็นฟองน้ำอยู่ดี ผมคิดว่าถ้ามีวิธีเติบโตของผลึกที่ดีกว่านี้ ตัวเลขต่าง ๆ จะดีขึ้น
    • ถ้าเป็นความจริง พวกเขาก็พิสูจน์ ความเป็นไปได้ในตัวมันเอง แล้ว และนั่นคือการก้าวกระโดดครั้งใหญ่มาก
      เมื่อยืนยันได้แล้วว่าเป็นไปได้ การปรับให้เหมาะสมอาจใช้เวลาไม่นานนัก ทรานซิสเตอร์ครั้งหนึ่งเคยมีขนาดใหญ่มาก แต่ตอนนี้อยู่ในระดับนาโนเมตรแล้ว เซลล์แสงอาทิตย์ก็พัฒนาต่อเนื่อง และแบตเตอรี่ก็ถูกลงและดีขึ้นกว่าเดิม
    • นี่เป็นกรณีแบบหมูเต้น สิ่งสำคัญไม่ใช่ว่ามันเต้นเก่งแค่ไหน แต่คือ ข้อเท็จจริงที่ว่ามันเต้นได้ เอง
    • ทำให้นึกถึงยุคที่ตัวนำยิ่งยวดถูกประกาศครั้งแรกในช่วงกลางทศวรรษ 1980
      หลายปีเลยที่มันเป็นหัวข้อใหญ่ในข่าวสายวิทยาศาสตร์สำหรับคนคลั่งไคล้ และ New Scientist สำหรับผู้อ่านทั่วไปก็มีบทความที่ตื่นเต้นกันมาก ฟิวชันนิวเคลียร์ยังคงอยู่ห่างออกไป 50 ปีเหมือนเดิม แต่ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิห้องดูเหมือนจะมาถึงภายในไม่กี่ปี และแน่นอนว่าไม่ได้เป็นเช่นนั้น
      ตอนเรียนโรงเรียนเอกชนใน Oxfordshire ช่วงกลางถึงปลายทศวรรษ 1980 ผมเคยไปทัศนศึกษาที่ Culham กับชั้นฟิสิกส์ และนักฟิสิกส์จาก Culham ก็มาโรงเรียนเพื่อบรรยายให้ฟังด้วย มาคิดตอนนี้แล้ว นั่นเป็นสิทธิพิเศษมหาศาลจริง ๆ ตอนนี้อายุ 53 แล้ว จึงรู้สึกได้จริง ๆ ว่าบางเรื่องต้องใช้ เวลามาก จริง ๆ
    • ในฐานะจุดเริ่มต้น ผมอยากใช้มันทำ SQUID ของตัวเอง มีการทดลองที่อยากลองทำและปรากฏการณ์ที่อยากทำความเข้าใจ และถ้าไม่ต้องมีอุปกรณ์ไครโอเจนิกเพื่อรักษาเครื่องตรวจจับให้เย็นอยู่ตลอด ก็จะช่วยได้มาก
      ผมอยากใช้กับเสาอากาศ สายส่ง และโพรงเรโซแนนซ์ที่ปรับจูนได้ด้วย ในย่านความถี่ต่ำมาก (VLF) มักต้องใช้ลวดยาวมาก และถ้าไม่มีงบประมาณกลาโหม ประสิทธิภาพจะลดลงมากเพราะความต้านทาน ตัวนำยิ่งยวดอาจช่วยแก้ปัญหานี้ได้
      [1] https://en.wikipedia.org/wiki/SQUID
      [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Aharonov%E2%80%93Bohm_effect
      [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Longitudinal_wave#Electromagne...
      [4] https://en.wikipedia.org/wiki/Superconducting_radio_frequenc...
      [5] https://en.wikipedia.org/wiki/Very_low_frequency#Amateur_use

  • ในบรรดาผู้เขียนบทความที่เกี่ยวข้อง[1] Hyun-Tak Kim เป็นคนหนึ่งที่มีบทความในวารสาร peer review อยู่มาก[2] และยังมีบทความที่ถูกอ้างอิงเกิน 1,500 ครั้งด้วย[3]
    ไม่รู้ว่ากับดักอยู่ตรงไหน แต่ดูค่อนข้างน่าเชื่อถือทีเดียว และไม่เหมือนคำกล่าวอ้างก่อน ๆ ที่ต้องใช้อุปกรณ์ซับซ้อนในการทำซ้ำ การสังเคราะห์ครั้งนี้ดูเรียบง่ายมาก จึงคิดว่าน่าจะได้เห็นผลจากนักวิจัยคนอื่น ๆ ในเร็ว ๆ นี้

    1. Superconductor Pb10-xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism: https://arxiv.org/pdf/2307.12037.pdf
    2. Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=_P8mux4AAAAJ&hl=en
    3. Mott transition in VO2 revealed by infrared spectroscopy and nano-imaging: https://scholar.google.com/citations?view_op=view_citation&h...
    • ยังพบบทความ ก่อนหน้า LK-99 ที่ตีพิมพ์ใน Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology เมื่อเดือนเมษายน 2023 ด้วย อ่านภาษาเกาหลีไม่ได้เลยไม่ได้ข้อมูลมากนัก: http://journal.kci.go.kr/jkcgct/archive/articleView?artiId=A...
    • ต่างจากฝั่ง Rochester ครั้งนี้ดูเหมือนเป็น การทดลองที่ดี ซึ่งยืนยันสัญญาณหลายอย่างของสภาพนำยิ่งยวด
    • จุดติดขัดอย่างหนึ่งคือเพราะ การใช้ตะกั่ว ขอบเขตการใช้งานอาจถูกจำกัดอยู่พอสมควร
    • สภาพนำยิ่งยวดอาจพอเชื่อได้ แต่การที่ LK-99 เป็นเครื่องหมายการค้าจดทะเบียนแล้ว นี่รู้สึกว่าไปไกลเกินเส้นแล้ว
    • ตัวนำยิ่งยวด Pb10-xCux(PO4)6O ที่ลอยได้ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ ฟังเหมือนมุกวันเมษาหน้าโง่ที่มาช้าไปหน่อย
      สิ่งที่น่าทึ่งไม่ใช่แค่การลอยตัวเอง แต่ถ้ามันเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศจริง ๆ แถมสร้างได้ง่าย โลกจะเปลี่ยนไปมากแค่ไหน น่าตื่นเต้นจนดีเกินกว่าจะเป็นจริง

  • วิธีผลิตที่ระบุในบทความที่เกี่ยวข้อง[1] ค่อนข้างเรียบง่าย และดูเหมือนว่าถ้ามีเตาหลอมโลหะสำหรับใช้ในบ้านราคา 200 ดอลลาร์ที่ขายบน Amazon กับสารตั้งต้น ก็อาจทำที่บ้านได้
    ถ้าเป็นเรื่องจริง คนเก่ง ๆ ฝั่ง Hackaday หรือ YouTube น่าจะทำซ้ำได้ภายในไม่กี่วันหรือไม่กี่สัปดาห์
    ถ้าเป็นของจริง จะมีประโยชน์ชัดเจนต่อการส่งพลังงานและการผลิตไฟฟ้า และถ้ามีตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง การใช้งานทางวิศวกรรมอาจเพิ่มขึ้นแบบระเบิด คล้ายกับที่ แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ค่อย ๆ เปลี่ยนการใช้พลังงานทั่วสังคม แต่อาจเร็วกว่า หวังว่าจะทำซ้ำได้
    [1] https://arxiv.org/pdf/2307.12037.pdf page 3

    • ขอใส่คำเตือนที่ชัดเจนไว้ก่อนว่า ถ้าไม่ได้เข้าใจ ความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการเคมี ค่อนข้างดี ก็ไม่ควรลองทำเอง
      มีโอกาสมากกว่าที่จะทำให้ที่ดินของตัวเองและของเพื่อนบ้านปนเปื้อน แทนที่จะทำซ้ำได้สำเร็จ
    • ตั้งตารอวิดีโอจาก Nile Red และ Applied Science
    • ถ้ามีใครในพื้นที่ Twin Cities อยากลองทำด้วยกัน น่าจะเป็น โปรเจกต์กลุ่ม ที่สนุก
    • หวังว่าจะไม่พ่นไอตะกั่วไปทางบ้านเพื่อนบ้าน

  • ในบทความคู่ขนาน[0] มีภาพวัสดุลอยอยู่เหนือแม่เหล็กด้วย ปรากฏการณ์ไมส์เนอร์ และอ้างว่ามีวิดีโอด้วย
    ดูเหมือนมีอยู่สองทางเลือก คือภาพถูกโฟโตช็อปอย่างโจ่งแจ้ง หรือพวกเขาสร้างตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องได้จริง ๆ ผมนึกไม่ค่อยออกว่าการลอยตัวด้วยแม่เหล็กที่อุณหภูมิห้องแต่ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวดจะอธิบายได้ด้วยความผิดพลาดเล็ก ๆ แบบไหน
    [0] - https://arxiv.org/abs/2307.12037

    • วิดีโอ: https://www.youtube.com/watch?v=EtVjGWpbE7k
      ใครก็ได้ช่วยทำให้ความตื่นเต้นลดลงที ตื่นเต้นมากเกินไปแล้ว
    • วิดีโอนั้นที่ลิงก์จากแท็บสื่อที่เกี่ยวข้องของ arXiv ดูเหมือนจะเป็นอันนี้: https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n
    • ขอออกตัวก่อนว่าเป็นแค่นักวิทยาศาสตร์บนโซฟาเท่านั้น และคำนี้ก็อาจยังพูดเกินจริงด้วยซ้ำ
      อย่างไรก็ตาม ในวิดีโอบอกว่าเคลือบตัวนำยิ่งยวดเป็นฟิล์มบางบนทองแดง แต่ทองแดงบริสุทธิ์เองก็อาจแสดงผลคล้ายกันได้เพราะ กระแสไหลวน ไม่ใช่หรือ ไม่แน่ใจว่าในการทดลองนี้ฟิล์มบางส่งผลต่อแผ่นอย่างไร และถ้าผมพลาดอะไรไปก็อยากให้ใครช่วยบอกที

  • เรื่องนี้อาจใหญ่กว่าที่คิดพอสมควร
    ในบทคัดย่อระบุว่า “สภาพนำยิ่งยวดของ LK-99 เกิดจาก การบิดเบี้ยวของโครงสร้าง ระดับจุลภาคที่เกิดจากการหดตัวของปริมาตรเล็กน้อย”
    ก่อนหน้านี้ก็มีงานวิจัยว่าการเปลี่ยนการจัดเรียงโครงสร้างอะตอมด้วยการทำให้เย็น เป็นต้น ส่งผลต่อสภาพนำยิ่งยวดอย่างไร ดูเหมือนนักวิจัยพยายามรักษาระยะห่างของตัวนำยิ่งยวดในสภาวะเย็นไว้แม้หลังให้ความร้อนแล้ว งานนี้ดูไปในแนวเดียวกัน แต่ผมหาไม่เจออีกครั้ง ดังนั้นถ้าผิดก็ช่วยแก้ด้วย
    อาจยังค่อนข้างเปราะและจัดการยาก แต่ความเป็นไปได้ดูเหมือนจริง

  • กราฟในหน้า 3 มีลักษณะตรงตามที่คาดจาก ตัวนำยิ่งยวด ของจริง โดยเฉพาะความสัมพันธ์ระหว่างกระแส แรงดัน และอุณหภูมิ
    ถ้าไม่ได้สร้างตัวนำยิ่งยวดขึ้นมาจริง ๆ หรือไม่ได้ปลอมข้อมูลอย่างโจ่งแจ้ง ผมก็ไม่รู้ว่ากราฟแบบนี้จะออกมาได้อย่างไร นี่อาจเป็นเรื่องใหญ่มาก

    • ความคิดแรกที่ผุดขึ้นมาคือ “หวังจริง ๆ ว่านี่จะเป็นของจริง และซอฟต์แวร์เก็บข้อมูลไม่ได้ถูกปล่อยค้างไว้ใน โหมดจำลอง”
      ถ้าทำซ้ำได้ก็จะเป็นเหตุการณ์ประวัติศาสตร์ แต่ถ้าไม่ได้ ก็จะกลายเป็นเรื่องแบบฟิวชันเย็นหรือ นิวทริโนที่เร็วกว่าแสง

  • ควรลองอ่านเธรดคอมเมนต์นี้ของนักวิจัยด้านตัวนำยิ่งยวด: https://www.reddit.com/r/worldnews/comments/159g2k4/comment/...
    พวกเขาบอกว่าบทความมีปัญหามาก และยังไม่ถึงมาตรฐานการวิจัยตัวนำยิ่งยวดในปัจจุบัน หนึ่งในนั้นถึงกับบอกว่างานของ Dias ยังดูน่าเชื่อถือกว่างานนี้เสียอีก

    • ข้อวิจารณ์เหล่านั้นมีเหตุผล แต่มีคนถามต่อด้านล่างทันทีว่าเขาได้อ่านบทความฉบับใหม่จริงหรือไม่ ดูเหมือนจะมีบทความเก่าอีกฉบับหนึ่ง แต่เจ้าตัวยังไม่ได้ตอบ
    • คำวิจารณ์เกี่ยวกับรูป 1b ยังไม่ค่อยน่าเชื่อนัก การวัดความต้านทาน ใน 1a และ 1c แสดงให้เห็นว่าความต้านทานเป็นศูนย์ปรากฏขึ้นแล้วหายไปตามอุณหภูมิและสนามแม่เหล็ก แทบจะเป็นไปตามที่คาดไว้
      ความเป็นไปได้ที่การเชื่อมต่อจะขาดแล้วกลับมาต่อใหม่ได้พอดิบพอดีแบบนั้นดูต่ำ ถึงอย่างนั้นก็ยังค่อนข้างสงสัยอยู่ดี

  • ถ้าเป็นจริงก็คงเป็นเรื่องมหาศาล ผมไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญเคมี แต่การสังเคราะห์ดูโดยพื้นฐานแล้วเป็นเรื่องเล็กน้อย ถ้าถือว่าสุญญากาศ 10e-5 torr เป็นเรื่องเล็กน้อยน่ะนะ และวัสดุก็ดูเหมือนเป็นโลหะมาตรฐานที่หาได้ง่าย
    ดูจากคำอธิบายแล้วเหมือนจะทำที่บ้านได้เลยด้วยซ้ำ พื้นที่ในการค้นหานั้นกว้างใหญ่เกินจินตนาการ จึงเป็นไปได้ว่าสารแบบนี้อาจมีอยู่ แต่คุณภาพของบทความเองยังไม่ได้อยู่ในระดับที่ทำให้ดีใจได้
    จนกว่านักวัสดุศาสตร์ตัวจริงจะประเมิน หรือมีใครสักคนทำซ้ำได้ ผมจะยังคง ความสงสัยอย่างมีเหตุผล ไว้ก่อน

    • ผมเคยทำตัวนำยิ่งยวด YBCO ในโรงรถมาหลายครั้ง และ วิธีสังเคราะห์แบบสถานะของแข็ง ในบทความก็คล้ายกับวิธีที่พวกมือสมัครเล่นใช้กันมาก
      กลับดูเหมือนว่าไม่ต้องมีการอบช้า ๆ อย่างระมัดระวังในบรรยากาศออกซิเจนไหลผ่าน ซึ่งปกติจำเป็นต้องใช้ด้วยซ้ำ จึงไม่น่าแปลกใจถ้าจะมีวิธีที่ง่ายกว่านี้ได้
      ตัวอย่างเช่น วิธีสังเคราะห์ YBCO แบบรวดเร็วบางวิธีใช้เรืออะลูมินาขนาดเล็ก ใยแก้ว ไมโครเวฟบ้าน 800W และส่วนผสมสารตั้งต้นที่ปรับเล็กน้อย ระหว่างให้ความร้อน ส่วนผสมจะปล่อยออกซิเจนออกมาและถูกกักไว้ในใยแก้วรอบตัวอย่าง จึงไม่ต้องต่อเครื่องทำออกซิเจนเข้มข้น ถ้าจำไม่ผิด การเตรียมตัวอย่างใช้เวลาแค่ประมาณ 15 นาที
      น่าตื่นเต้นจริง ๆ ผมอ่านบทความเกี่ยวกับการผลิตและทดสอบตัวนำยิ่งยวดมาหลายร้อยฉบับตลอดหลายปี และอย่างน้อยจากมุมมองของพลเมืองนักวิทยาศาสตร์สติเฟื่องแล้ว มันดูมี ลักษณะของความชอบธรรม ครบถ้วน
    • ผมลองดูส่วนการสังเคราะห์วัสดุ หรือส่วนแรกของข้อมูลเสริมแบบคร่าว ๆ แล้ว เห็นด้วยว่าการสังเคราะห์เป็นเรื่องเล็กน้อย
      สุญญากาศ 10e-5 ก็ทำได้ง่ายด้วยปั๊มเทอร์โบที่มีปั๊มกลไกคอยรอง ไม่ใช่อุปกรณ์พิเศษหรือราคาแพงอะไร
    • หมายความว่าสามารถทำวัสดุที่แสดงสภาพตัวนำยิ่งยวดตามที่อ้างได้ง่าย ๆ เลยหรือ? ถ้าไม่มีข้อกำหนดพิเศษอะไร อีกไม่นานก็น่าจะรู้ผลว่าทำซ้ำได้หรือไม่
    • สุญญากาศ 10e-5 torr ไม่ยากเลย
      เครื่องเชื่อมลำอิเล็กตรอนที่ที่ทำงานของผมรักษาระดับ 10E-6/10E-7 ในห้อง E-gun ได้ทั้งวันด้วยแค่ปั๊มเทอร์โบขนาดเล็กหรือปั๊มดิฟฟิวชัน ห้องก็ไม่ได้ทำจากวัสดุพิเศษอะไร เป็นแค่สเตนเลสหรืออะลูมิเนียม กับ Viton O-ring ประมาณนั้น
    • สุญญากาศ 10e-5 torr ไม่ยากเลย
      เครื่องเชื่อมลำอิเล็กตรอนที่ที่ทำงานของผมรักษาระดับ 1E-6/1E-7 ในห้อง E-gun ได้ทั้งวันด้วยแค่ปั๊มเทอร์โบขนาดเล็กหรือปั๊มดิฟฟิวชัน ห้องก็ไม่ได้ทำจากวัสดุพิเศษอะไร เป็นแค่สเตนเลสหรืออะลูมิเนียม กับ Viton O-ring ประมาณนั้น
      การทดลอง e-gun เล็ก ๆ ของผมใช้แค่ Alcatel Pascal 2008 ก็ยังไปได้ถึงประมาณ 3E-3 ตอนนี้กำลังทำระบบที่ใหญ่ขึ้นโดยติดปั๊มดิฟฟิวชัน VHS4 กับ cold trap ซึ่งน่าจะเข้าเขต -6 ได้ไม่ยาก

  • เป็นบทความที่น่าสนใจ หวังว่าจะไม่ซ้ำรอยทีมอื่นที่เคยอ้างเรื่อง ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง ในปี 2020 แล้วภายหลังถูกพิสูจน์ว่าเป็นการหลอกลวง
    https://www.nature.com/articles/d41586-023-02401-2

    • คำอ้างของทีมอื่นนั้นซับซ้อนมากในการประเมินข้อมูลเฉพาะที่ชี้ไปยังสภาพตัวนำยิ่งยวด และวิธีวิจัยก็ต้องใช้ความดันสูง ทำให้ทำซ้ำได้ยากมาก สุดท้ายผลลัพธ์เป็นเท็จและไม่สามารถทำซ้ำได้
      คำอ้างครั้งนี้เข้าใจได้ง่ายมาก และสอดคล้องกับสภาพตัวนำยิ่งยวดอย่างมาก มีปรากฏการณ์ให้เห็นในระดับมหภาคที่ความดันและอุณหภูมิปกติ มีวิดีโอที่อธิบายไม่ได้หากไม่มีสภาพตัวนำยิ่งยวด และที่สำคัญที่สุด วิธีผลิตวัสดุก็เรียบง่ายมาก
      ห้องแล็บทั่วโลกคงทำซ้ำได้ไม่ยาก และ YouTuber หลายคนก็น่าจะทำซ้ำได้เช่นกัน กล่าวคือ ผลลัพธ์นี้อาจเป็นของปลอมได้ แต่ถ้าเป็นเช่นนั้น ผลลัพธ์ วิดีโอ และภาพถ่ายทั้งหมดต้องถูกปลอมแปลง และเพราะทำซ้ำได้ง่ายมาก มันก็จะถูกจับได้เร็วมาก
      ถ้าเป็นจริง ส่วนใหญ่คงทำซ้ำได้ภายในไม่กี่สัปดาห์เพราะติดเวลาจัดหาวัสดุ การตีพิมพ์เป็นบทความอาจใช้เวลานานกว่านั้น แต่ YouTuber อาจเร็วกว่าก็ได้ คงไม่ใช่สถานการณ์ที่ต้องรอถึง 2 ปีแล้วค่อยรู้ว่าเป็นการหลอกลวง อย่างมากภายในไม่กี่เดือนก็น่าจะรู้จาก YouTuber ว่าทำซ้ำได้หรือไม่ และภายใน 1 ปีก็น่าจะชัดเจนว่าห้องแล็บทำซ้ำได้หรือเปล่า

  • ลองอ่านผ่าน ๆ แล้ว แม้ผมจะไม่มีความเชี่ยวชาญในสาขานี้เลย แต่ก็อ่านแล้วดูเหมือนบทความวิชาการจริง ๆ
    เพียงแต่ว่าการเขียนด้วย Word ไม่ใช่ LaTeX ทำให้ดูน่าเชื่อน้อยลงนิดหน่อย และแน่นอนว่าอาจมีข้อผิดพลาดในอุปกรณ์ทดลองได้
    สิ่งที่สะดุดตาที่สุดคือคำอธิบายว่าเรื่องนี้เกิดขึ้นในฟิล์มบาง และข้อบกพร่องเชิงโครงสร้างทำให้วัสดุเกิดความเครียด ซึ่งความเครียดนั้นทำให้เกิดสภาวะตัวนำยิ่งยวดได้ อาจเพราะเป็นฟิล์มบาง ที่ 25°C จึงทนกระแสได้แค่ประมาณ 250mA ก่อนจะสูญเสียสภาพตัวนำยิ่งยวด แม้บทความจะถูกต้องจริง การไปสู่กระแสที่สูงกว่านี้ก็อาจทำได้ยาก หรือไม่ก็อาจม้วนฟิล์มบางแผ่นกว้าง ๆ เพื่อให้กระแสไหลได้เท่าที่ต้องการก็ได้
    แก้ไข: ผมอ่านส่วนฟิล์มบางผิดไป แม้พวกเขาจะทำฟิล์มบางด้วย แต่วัสดุทดสอบที่อธิบายเป็นหลักคือประมาณว่า “หลังปฏิกิริยา ได้อินกอตสีเทาเข้มอย่างทำซ้ำได้ และทำให้เป็นรูปทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากบาง ๆ เพื่อการวัดทางไฟฟ้า” ส่วนขนาดยังหาไม่เจอทันที

    • เพื่อความง่าย ผมจะใช้ถ้อยคำเหมือนยอมรับข้ออ้างของบทความ แต่ยังคงสงสัยอยู่
      ตัวนำยิ่งยวดมีงบประมาณ[1] ที่ สนามแม่เหล็ก·อุณหภูมิ·กระแส ใช้ร่วมกัน ที่ 25°C วัสดุอยู่ใกล้อุณหภูมิวิกฤต จึงเป็นเรื่องธรรมชาติที่ความสามารถในการรับกระแสจะลดลง ที่อุณหภูมิต่ำกว่านี้ ฟิล์มบางควรจะปล่อยให้กระแสไหลได้มากขึ้น
      ถึงอย่างนั้น ถ้าคิดจะทำ CPU แบบตัวนำยิ่งยวด 250mA ก็เป็นกระแสที่เพียงพอแล้ว
      [1] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Solids/scbc2.html
      เพิ่มเติมหลังอ่านบทความแล้ว พวกเขาอ้างอุณหภูมิวิกฤตที่สูงมากราว 126°C ในรูป 1e จะเห็นการขึ้นกับอุณหภูมิได้ ซึ่งดูเหมือนว่าที่อุณหภูมิห้องยังอยู่ห่างจากอุณหภูมิวิกฤตมากกว่าที่คาด และการทำให้เย็นลงเพียงเล็กน้อยก็ให้ผลมากทีเดียว รอคอยความพยายามทำซ้ำอย่างมาก อย่างไรก็ดี สารนี้โดยแก่นแล้วดูใกล้เคียงกับโมเลกุลสองมิติ เราคาดหวังกับ graphene มาหลายสิบปีแล้ว แต่ก็ยังผสานเข้ากับกระบวนการที่ขยายขนาดได้ไม่ได้
    • ประโยคที่ว่า “ลองอ่านผ่าน ๆ แล้ว แม้ผมจะไม่มีความเชี่ยวชาญในสาขานี้เลย แต่ก็อ่านแล้วดูเหมือนบทความวิชาการจริง ๆ” นี่มันตลกเกินไปไหม
    • สงสัยว่านอกวงการวิทยาการคอมพิวเตอร์ LaTeX ถูกใช้มากแค่ไหน นักวิจัยการแพทย์ที่ผมรู้จักส่วนใหญ่เขียนบทความด้วย Word
    • ชั้นบาง ๆ สามารถ ซ้อนเป็นชั้น ได้
      สิ่งที่น่าสนใจกว่านั้นคือความยืดหยุ่น ตัวนำยิ่งยวดเซรามิกที่ปัจจุบันต้องหล่อเย็นด้วยไนโตรเจนเหลวไม่ยืดหยุ่นเลยและแตกง่ายมาก อาจใช้กับสายส่งได้ แต่จะยุ่งยากกับคอยล์หลายแบบ
    • ถ้าอย่างนั้นก็น่าจะหมายความว่ามันอาจเป็น เซนเซอร์ที่ยอดเยี่ยม คล้ายรอยต่อ Josephson ได้สินะ
      อัปเดต: คำตอบตามบทความคือ “ใช่” ในบทความระบุว่า “มีการสังเกตปรากฏการณ์คล้าย Josephson ในรอยต่อแบบ underdamped ระหว่างตัวนำยิ่งยวด-โลหะปกติ-ตัวนำยิ่งยวด หรือในตัวนำยิ่งยวดที่มีการเชื่อมต่อระหว่างเกรน รวมถึงผลเทอร์โมอิเล็กทริกของเครือข่ายระหว่างเกรนหรือภายในเกรนด้วย”