En España se llama culebrón de verano (o serpiente de verano) a una serie de noticias irrelevantes y sensacionalistas que se publican casi a diario para rellenar tabloides durante el verano. Un buen ejemplo son las noticias sobre el supuesto superconductor LK-99 a temperatura ambiente. Se ha publicado en arXiv que un equipo chino ha logrado que una muestra de LK-99 micrométrica (un triángulo de 120 μm de lado y 20 μm grosor con una masa de 21 mg) levita en un imán, luego es diamagnética. Lo confirma la medida de la magnetización específica con un SQUID. Más aún, durante el enfriamiento con campo aplicado (FC) hay una transición brusca a cero a una temperatura de ~299 K, mientras que sin campo aplicado (ZFC) ocurre a ~326 K. Se interpretan ambas resultados como señal de que LK-99 es superconductor con una temperatura crítica de ~300 K. Tengo muchas dudas sobre este resultado. No se ha medido la resistividad (pues mecanizar electrodos en una muestra tan pequeña es casi imposible). No se detalla cómo se ha medido el momento magnético de la pequeña muestra. No se ofrece ningún otro indicio de que el material sea superconductor. Además, en una segunda muestra de mayor tamaño (unos 7 mm) no se ha observado el diamagnetismo. El artículo publicado en arXiv es parco y poco científico. Afirmar a la ligera que este investigador chino ha ratificado el resultado de los coreanos es ir muy lejos, en mi opinión. Seamos muy cautos.
Por supuesto, el equipo chino ha logrado su objetivo, viralizar un vídeo de su experimento, que recibió millones de visitas el primer día en la web Bilibili. Hay que tener mucho cuidado con este tipo de vídeos que, en general, muestran un trabajo experimental chapucero. Siendo el líder del equipo un postdoc, debería haber escrito un artículo con todos los detalles de la metodología experimental usada. Sin ellos, creerse sus figuras es como creerse sus vídeos, lo más alejado que hay de un resultado científico riguroso. La medida realizada de la magnetización específica (o por unidad de masa) tiene unidades de μemu/g, donde se usan unidades magnéticas del sistema CGS; en concreto, 1 emu = 1 erg/G (ergio/gauss) = 1 mJ/T (milijulio/tesla) y g es gramo. No se dice en el artículo que se haya usado un dispositivo SQUID (pero así habrá sido), ni se detalla el protocolo de medida (para una muestra tan pequeña no pueden ser el habitual). Se ha realizado la medida para un campo aplicado de 10 Oe (oersted) = 1 mT (militesla). Las curvas ZFC y FC obtenidas están bastante lejos de las obtenidas por los coreanos para una muestra de LK-99 de mayor tamaño. Quizás parezca irrelevante, pero el tamaño de la muestra es clave en la interpretación de este nuevo resultado. Máxime cuando con otra muestra su replicación ha sido negativa. El equipo ha prometido intentar sintetizar una muestra de mayor tamaño para repetir sus medidas. Si lo logra, ya veremos si los resultados se parecen a estos (auguro que no).
El nuevo artículo, que está generando bastante eco en redes sociales y medios, es Hao Wu, Li Yang, …, Haixin Chang, «Successful growth and room temperature ambient-pressure magnetic levitation of LK-99,» arXiv:2308.01516 [cond-mat.supr-con] (03 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.01516. También se ha publicado hoy una serie de comentarios sobre los problemas asociados a la replicabilidad, en mi opinión tienen poca relevancia, P. Abramian, A. Kuzanyan, …, A. Gulian, «Some remarks on possible superconductivity of composition Pb9CuP6O25,» arXiv:2308.01723 [cond-mat.supr-con] (03 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.01723.
Esta figura muestra la medida de la magnetización específica para la muestra micrométrica (#1), a la izquierda, que parece levitar, y para la milimétrica (#2), a la derecha, que no levita. Como se observa hay grandes diferencias entre ambas. Sin conocer los detalles de la media experimental, hay que ser muy escéptico a la hora de interpretar esta figura. Siendo mucho más fácil realizar la medida para una muestra milimétrica, a priori se podría pensar que la medida de la derecha es la más confiable; pero no muestra signos de diamagnetismo, ni de transición de fase, luego solo se discute de pasada en el artículo en arXiv. La transición de una fase diamagnética (valor negativo centrado −47.6 μemu/g) a fase normal (en la figura un pequeño valor negativo alrededor de cero) podría ser un artefacto del protocolo de medida (debido a que la muestra es muy pequeña). Con una muestra más grande, dicho artefacto no se observa; como resultado, desaparece el indicio de una fase diamagnética. Por supuesto, hasta que el equipo chino no publique los detalles del protocolo de medida, esto es solo mi opinión tras leer su breve artículo. Aún así, repito, no creo que la muestra micrométrica muestre superconductividad a temperatura ambiente (Tc ~ 300 K).
Por cierto, en una serpiente de verano siempre hay que contar la historia de los personajes; puedes leer una versión en «The back story of LK99 (rumor),» Reddit, 4 Aug 2023. Te la resumo y traduzco. Choi Dong-jik fue el fundador del Departamento de Química de la Universidad de Corea, en Seul. Choi creía que la superconductividad de alta temperatura se podría observar en cadenas de polímeros unidimensionales. En 1994 propuso su propia teoría de la superconductividad, llamada ISB (Inter-atomic Superconducting Band); no parece que publicara ningún artículo sobre dicha teoría (en Google Scholar no encuentro nada). Uno de sus estudiantes, Li Shipei, defendió una tesis de maestría sobre dicha teoría, titulada «Explanation of Superconductivity by the ISB Theory» (no la encuentro en la web).
En 1996, Ji-Hoon Kim (la K de LK-99) iba a hacer una tesis doctoral en baterías, pero Choi le insistió en que la cambiara por una sobre la síntesis química de materiales superconductores. El cambio fue todo un fracaso, hasta que en 1999 llegó un rayo de esperanza, una señal débil de superconductividad en una muestra de un material de fosfóro y plomo. El fenómeno era reproducible, incluso en otras muestras. Pero la señal era demasiado débil, no lograba que se amplificara y su tesis doctoral peligraba. Choi le insistió en que no perdiera la esperanza, pero Kim abandonó. Defendió una tesis doctoral en baterías en 2003 (no he podido encontrarla en la web para ojearla).
En 1999, Sukbae Lee (la L de LK-99) sustityó a Kim en su estudio de este material que parecía superconductor bajo la dirección de Choi. Una tesis doctoral difícil de completar, que requería mucha paciencia. En 2008 defendió su tesis doctoral tras publicar un artículo (Sukbae Lee, Joonhyeon Jeon, …, Tong-Seek Chair, «A New Model Approach for the Near-Critical Point Region: 1. Construction of the Generalized van der Waals Equation of State,» J. Phys. Chem. B 112: 15725-15741 (2008), doi: https://doi.org/10.1021/jp8002855). Aunque Kim y Lee trabajaban en temas no relacionados con la superconductividad, tenían una espinita clavada, continuar con el trabajo iniciado con Choi, aunque fuera como un hobby. Registraron una empresa llamada Quantum Research Centre (Q-center), para recabar financiación con objeto de avanzar en los experimentos de 1999
En 2017, Choi enfermó y falleció en mayo. Pero parece que, en su lecho de muerte, convocó a Kim y Lee; les rogó que siguieran estudiando el material sintetizado en 1999. Choi confiaba en que podría ser un superconductor a temperatura ambiente; la humanidad tenía que conocerlo. Pero avanzar en la investigación exigía financiación, para poder acceder a los instrumentos de medida adecuados. Solicitaron un proyecto de investigación al Gobierno coreano, que no fue concedido. A finales de 2017, Lee contactó con Young-wan Kwon, de la Universidad de Corea, para que colaborara con ellos. El apoyo de un prestigioso profesor de universidad permitiría recabar financiación para comprar los instrumentos necesarios (como un espectrómetro de resonancia paramagnética electrónica (EPR) o magnetómetros SQUID).
En 2018, Kim abandonó su trabajo y se unió al Q-center para trabajar a tiempo completo en su sueño de la superconductividad a temperatura ambiente. Gracias al prestigio de Kwon, Lee y Kim lograron la financiación deseada para comprar los instrumentos de medida necesarios. Este año se logró la reproducción de los fenómenos observados en 1999. Pero la señal superconductora seguía siendo muy débil. Kim avanzó en las ideas teóricas de Choi con objeto de concebir una síntesis mejorada que lograra una señal mucho más clara.
En 2020, en plena pandemia, Kim logró una señal clarísima en una de las muestras. Pero no logró reproducirla con otras muestras. Pero tras muchos intentos de síntesis, dice que tras miles de experimentos, logró una muestra que mostraba levitación magnética, baja resistencia y que cumplía con su sueño de un superconductor a temperatura ambiente. Enviaron un artículo a Nature, que fue rechazado; según Lee, por culpa del polémico artículo de Ranga Dias publicado en Nature ese mismo año, que acabó retractado en 2022; según Kwon por culpa de que la explicación teórica ofrecida se basada en la teoría unidimensional de Choi.
En 2021, parecía claro que el rechazo en Nature indicaba que se necesitaba el aval de una figura de autoridad en el campo de la superconductividad. El artículo de Hyun-Tak Kim, «Room-temperature-superconducting Tc driven by electron correlation,» Scientific Reports 11: 10329 (14 May 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-88937-7, hizo que Lee y Kim contactaran con este segundo Kim, afiliado al College of William & Mary, Williamsburg, Virginia, EEUU. Por supuesto, el segundo Kim quería repetir los experimentos en EEUU, pero en plena pandemia no era nada fácil.
Lee y Kim, vía su empresa Q-center, decidieron patentar su material antes de enviarlo a EEUU. Sus tres patentes en la República de Corea son «Method of manufacturing ceramic composite with low resistance including superconductors and the composite thereof,» 10-2020-0092373 (24 Jul 2020); «Ceramic composite with superconductivities over room temperature at atmospheric condition and mehtod of manufacturing the ceramic composite,» 10-2021-0112104 (25 Aug 2021); hay una tercera patente, con código de admisión 10-2022-0106845, solicitada en 2022, pero que todavía no aparece en el portal Kipris.
Hyun-Tak Kim visitó Corea, donde pudo comprobar las sorprendentes propiedades del nuevo material. En entrevistas en la última semana ha afirmado que, como experto en superconductividad, puede asegurar que es un suerpconductor a temperatura ambiente. Con ayuda de Kim, el segundo Kim ha sintetizado LK-99 en EEUU y ha reproducido sus propiedades superconductoras. Según Lee, para continuar con las investigaciones en Corea, Q-center necesita financiación adicional (supongo que la obtendrá tras el gran eco mediático actual).
En marzo se publicó el artículo Sukbae Lee, Jihoon Kim, …, Keun Ho Auh, «Consideration for the development of room-temperature ambient-pressure superconductor (LK-99),» Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology 33: 61-70 (30 Mar 2023), doi: https://doi.org/10.6111/JKCGCT.2023.33.2.061 [Google Translate PDF]. Su último autor, el profesor emérito Keun Ho Auh es el fundador de esta revista, y casi seguro está de relleno para que el artículo fuera aceptado por la vía urgente (con una revisión por pares laxa, o inexistente).
Lee ha contado a varios medios coreanos que el primer artículo en arXiv fue enviado por Kwon sin su permiso (el segundo Kim también lo ha declarado), Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon, «The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor,» arXiv:2307.12008 [cond-mat.supr-con] (22 Jul 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.12008. El segundo artículo fue subido por Lee a arXiv (sin Kwon como coautor) tres horas más tarde, y quizás por eso está escrito de forma muy chapucera, Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Hyun-Tak Kim, et al. «Superconductor Pb10-xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism,» arXiv:2307.12037 [cond-mat.supr-con] (22 Jul 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.12037. Lee ha dicho que ha solicitado a arXiv que el primer artículo sea retirado (withdrawn); todavía no lo ha sido.
En resumen, una serpiente de verano en toda regla. Hay varias fuentes de esta historia, con diferentes detalles. La fuente de esta versión es «The back story of LK99 (rumor),» Reddit, 4 Aug 2023.
Comprendo que la ciencia es, por definición, escéptica. Pero, tus artículos sobre el LK-99 son entre pesimistas y deseosos de que no salga bien. Es decir, por la forma de estar redactados parece que deseas que no salga bien.
Pepito, siento mi tomo pesimista, me gustaría ser muy optimista, pero por desgracia soy pesimista respecto a LK-99. Espero estar equivocado.
Muy de acuerdo con sus palabras, querido Francis, este tipo de trabajos que se viralizan antes de una revisión exhaustiva hay que tomarlo con pinzas y más cuando se trate de la superconductividad, un campo donde hay papers retirados y «tirados a la basura» por falta de consistencia en los resultados. Saludos de Carti Yandub.
Coincido que el tono negativo no es el más adecuado. Los intentos de replicar el material son esperanzadores si tenemos en cuenta el poco tiempo que ha pasado. A nivel teórico también parece que se abren nuevas vías. Quizás la forma de publicarlo no es la más ortodoxa y los personajes involucrados no son seres de luz, pero algo interesante hay en el lk-99… O eso parece.
Alex, todos deseamos que tengas razón… pero por ahora pinta mal.
Caray, sentía una insana curiosidad por el trasfondo personal en relación a este asunto (muchas cosas no me terminaban de cuadrar en el contexto), pero la cosa es verdaderamente de teleserie. Nada, nada, a hacer palomitas y seguir observando.
Parece que el material es sintetizado de diversas maneras y tal vez la presencia de impurezas o procedimientos diferentes afectan enormemente a sus propiedades, esto es común en los semiconductores.
Esperemos q al final el material sea superconductor a temperatura y presión ambiente, sino la ciencia coreana se encamina a otro caso como el de la clonación del Dr. Hwang Woo-suk
Hola…, voy hacer una pregunta que supongo que es tonta porque nadie la hace, pero porque los que han creado el LK-99 no hacen una prueba pública en la que todos podamos ver que es superconductor a temperatura ambiente o porque no crean unas cuantas muestras más y permiten a todo el mundo analizarlas?
En lugar de esto se intenta replicar por todo el mundo a través de un paper que no está del todo claro y del que salen muestras que nadie sabe si son exactas a la original
Mario, nadie conoce la respuesta. Puede que sea porque ellos mismos (los coreanos del Qcenter) tienen problemas a la hora de replicar sus propios resultados. Quizás lo que quieren es que un gran esfuerzo mundial por replicarlos acabe conduciendo al método de síntesis que garantiza el resultado óptimo. Dicho enorme esfuerzo, si ellos lo tuvieran que financiar, sería prohibitivo; pero de esta forma les está saliendo gratis. Recuerda, la patente de LK-99 es suya; si al final es un material útil para algo, ellos saldrán beneficiados.
Lo que apuntas parece un buen motivo…, de todos modos con la repercusión que esto tiene a nivel mundial es muy estraño que ningún periodista los entreviste preguntadules precisamente cuestiones como la que tu apuntas…, por no decir compañeros de otros grupos de investigación o de las distintas universidades que hay a lo largo del mundo, nadie absolutamente nadie puede hablar con ellos preguntandoles el motivo?, muy estraño todo esto…, lo que si hay que reconocer es que es entretenido
Siempre que aparecen noticias sensasionalistas de ciencia, vengo a este blog a leer la opinion de Francis, la cual siempre me parece bastante objetiva.
Una lastima que LK-99 no se confirme bien. Solo los datos y la reproducibilidad tienen la ultima palabra en ciencia.
Luis, nunca te creas lo que dice nadie, ni yo mismo (como todo el mundo tengo mis sesgos). Siempre hay que contrastar diferentes fuentes para formarse una opinión buen fundamentada.
Por suerte parece que es real, esperemos con cautela.
https://www.douyin.com/video/7263715495256378659
Francisco, este vídeo parece ilustrar el anclaje del flujo magnético (flux pinning), una propiedad de los superconductores de tipo II. Si se confirma que es real, será una gran noticia. Pero, como bien dices, seamos cautos.
Nos pueden las ganas de una revolución tecnológica, pero bueno al menos mucha gente le está dando importancia al «descubrimiento» e intentando reproducirlo, seguiremos esperando nuevas noticias ansiosos.
Solo felicitar al creador del blog, entré buscando información del LK99 y me encontré con una página que no conocía sobre ciencia que me está descubriendo un montón de cosas.
Muchas gracias Francis
Simil, como curiosidad te comento que he publicado 6.360 piezas (posts) en este blog desde el 1 de enero de 2008 (hace 6061 días). Así que tienes material científico muy variado para disfrutar.
Por sacar alguna lectura positiva de todo esto, parece que (parte de) los implicados creen que algo importante hay en el LK-99, y de ahí las prisas y chapuzas, y que no es un mero fraude donde todos saben que son unos timadores.
Sobre el tema optimismo/pesimismo, Francis, lo que a mí me gustaría preguntarte dado tu dominio, es si crees que absolutamente todo se quedará en agua de borrajas, o si hay algunos indicios para cautamente anticipar que el LK-99 en efecto ofrece algún avance, ya sea en diamagnetismo o alguna otra cosa, aunque no sea la piedra filosofal prometida en los dos artículos originales.
Alekso, todavía no se puede saber si LK-99 y, en general, las apatitas tendrán un impacto relevante en física de la materia condensada.
Bueno además de lo difícil de medir la resistencia en un superconductor tan pequeño, creo que la intención aquí de todos los involucrados (debería ser) crear un equipo multinacional para de una vez por todas dar con un material superconductor. No es mera coincidencia que con el advenimiento de la IAG esto se está dando y así lo creo ya falta poco.