La guillotina de Nature decapitó la superconductividad de LK-99^® a temperatura y presión ambientales (LCMF, 17 ago 2023). Esta apatita de plomo dopada con cobre, con fórmula Pb_10−xCu_x(PO₄)₆O para 0.9<x<1.1, protagonizó el culebrón científico del verano de 2023 (LCMF, 18 sep 2023). Cual bonghwang con nuevo cuello de serpiente, cual ave fénix, renace como PCPOSOS, una apatita de plomo dopada con cobre y azufre, con fórmula Pb_10−xCu_x(P(O_1−yS_y)₄)₆O_1−zS_z (el cobre sustituye al plomo como dopante y el azufre sustituye al oxígeno como dopante). PCPOSOS es un supuesto superconductor de tipo II a temperatura y presión ambientales, que levita de forma apoyada como ya lo hacía LK-99 (los coreanos atesoran dos vídeos que así lo atestiguan). No se ha publicado ningún artículo. Tampoco se conocen los detalles de su síntesis y caracterización.

Solo sabemos que todo será desvelado el próximo 4 de marzo de 2024 en la charla de 12 minutos de Hyun-Tak Kim (el otro Kim, el afincado en EEUU) en el APS March Meeting 2024. En el congreso de física más grande del mundo, organizado por la American Physical Society, al que asistirán más de diez mil físicos, solo unas decenas podrán asistir a esta charla en la sesión A16. Por ahora solo conocemos el resumen de la charla (Abstract A16.00002) de Hyun-Tak Kim, Sukbae Lee, Sungyeon Im, SooMin An, Keun Ho Auh, «Partial levitation, type-II-superconductor characteristic, at room temperature and atmospheric pressure in PCPOSOS,» APS March Meeting 2024, 04 Mar 2024 (https://meetings.aps.org/Meeting/MAR24/Session/A16.2). Recuerda que Hyun-Tak Kim está afincado en el College of William and Mary (Williamsburg, Virginia, EEUU) y que el resto de los coautores trabajan en la empresa coreana Quantum Energy Research Centre (QERC) en Seúl, Corea, fundada por Sukbae Lee (la L de LK-99); por cierto, entre los coautores falta Ji-Hoon Kim (la K de LK-99).

Durante la serpiente de verano, los medios disfrutaron de las opiniones del heroico Hyun-Tak Kim y de su némesis Young-Wan Kwon. Los padres del bonghwang, Sukbae Lee y Ji-Hoon Kim (la L y la K de LK-99) mantuvieron un escrupuloso silencio. Cientos de investigadores trataron de repetir la síntesis química y la caracterización de las propiedades de LK-99, demostrando, fuera de toda duda, que no es superconductor a temperatura y presión ambientales. Por contra, LK-99 es un pésimo conductor, un anodino semiconductor del montón. Más aún, se demostró que las propiedades que confundieron a los heroicos Lee y Kim son debidas a la contaminación con sulfuro de cobre, un material superiónico por encima de 104 grados Celsius.

Dicen que si no puedes con tu enemigo, únete a él. A la chita callando, Lee y Kim siguieron investigando en los laboratorios de su empresa (cuya sede en Seúl aparece en esta fotografía de Bloomberg, el bajo de este edificio). Como el azufre es culpable de su confusión, Lee y Kim han decidido incorporar el azufre como dopante de su apatita. El resultado es un nuevo material, PCPOSOS, cuyo nombre aún no ha sido registrado y cuya síntesis aún no ha sido patentada (que se sepa). Un nuevo bonghwang que devuelve a la actualidad la promesa que le hicieron a Dong-jik Choi en su lecho de muerte en 2017. Lee y Kim no cejarán hasta demostrarle al mundo que una apatita de plomo dopada de forma adecuada es un superconductor a temperatura y presión ambientales, como soñó su mentor Choi, quien supervisó el trabajo pionero que condujo a LK-99.

Quizás conviene recordar el origen de esta serpiente de verano. El sábado 22 de julio de 2023 se subieron dos artículos a arXiv sobre LK-99, uno subido por Young-Wan Kwon, firmado junto a Sukbae Lee y Ji-Hoon Kim,  sin permiso de Lee y Kim (arXiv:2307.12008). Su colega Hyun-tak Kim se enfadó y envió un segundo artículo a arXiv, una chapuza escrita deprisa y corriendo firmada por Sukbae Lee, Jihoon Kim, Hyun-Tak Kim, Sungyeon Im, SooMin An, Keun Ho Auh (arXiv:2307.12037). Este segundo artículo se envió a la prestigiosa revista APL Materials (APL significa Applied Physics Letters). Tras la aceptación de dicho artículo, Lee y Kim habían prometido ceder sus muestras de LK-99 para un análisis independiente y Kwon había prometido enviar el primer artículo a otra revista.

A finales de septiembre corrieron rumores de que el segundo artículo había sido rechazado en APL Materials. De hecho, el artículo que mató a la gallina de los huevo de oro, el que motivó la guillotina de Nature, aparecido en arXiv el 11 de agosto de 2023, fue publicado en APL Materials el 24 de octubre de 2023 (la fotografía de cristales ultrapuros de LK-99 que abre esta pieza es de los autores de dicho artículo): P. Puphal, M. Y. P. Akbar, …, B. Keimer, «Single crystal synthesis, structure, and magnetism of PPb_10−xCu_x(PO₄)₆O,» APL Materials 11: 101128 (24 Oct 2023), doi: https://doi.org/10.1063/5.0172755, arXiv:2308.06256 [cond-mat.supr-con] (11 Aug 2023). En una revista del prestigio de APL Materials, si se publica un artículo que refuta un artículo previo que fue enviado a dicha revista, con toda seguridad este será rechazado. Por ello, las muestras originales de LK-99 que Lee y Kim prometieron ceder para un análisis independiente no han sido cedidas y todo apunta a que nunca serán cedidas. La gran pregunta es si después del 4 de marzo cederán sus muestras de PCPOSOS, o también las guardarán como oro en paño en un cajón.

La Sociedad Coreana de Superconductividad y Criogenia (KSSC) montó una comisión de estudio de LK-99 el 2 de agosto de 2023. Formada por ocho equipos de investigación de universidades de Seúl (como la Universidad Nacional de Seúl, la Universidad de Ciencia y Tecnología (PoSTech) y la Universidad de Hanyang, entre otras) publicó su informe final el 13 de diciembre de 2023. LK-99 no es un superconductor; no muestra ninguna señal de superconductividad en su resistencia eléctrica o en su susceptibilidad magnética, ni a temperatura ambiente, ni a temperaturas criogénicas. Un duro varapalo para Lee y Kim, que mantuvieron su concienzudo silencio. Pero y anto para el otro Kim (desde su puesto en EEUU) como para Kwon (Universidad de Corea) el resultado de esta comisión es irrelevante. Ambos siguen creyendo (en sus propias palabras) que LK-99 es superconductor, diga lo que diga la comisión coreana de la KSSC, nunca darán su brazo a torcer.

Según Google Scholar se han escrito más de 70 artículos científicos sobre LK-99, muchos de los cuales ya se han publicado en revistas internacionales. Los últimos artículos en arXiv de diciembre de 2023 son producto de grupos de investigación chinos; la mayoría son estudios teóricos con DFT (usando VASP), que repiten trabajos ya publicados, pero con pequeñas modificaciones, concluyendo que la superconductividad es posible; lo que no aporta nada nuevo, ni concluye nada en firme. Fuera de China tenemos a Katherine Inzani, John Vinson, Sinéad M. Griffin, «Edge-sharing quasi-one-dimensional cuprate fragments in optimally substituted Cu/Pb apatite,» arXiv:2312.14236 [cond-mat.str-el] (21 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2312.14236, que también usa DFT en la apatita de plomo, pero con alto nivel de dopado con cobre (x=2 y x=4); su conclusión es la de siempre, se observan estados electrónicos con fuerte correlación que son compatibles con que sea un material superconductor, pero también con que no lo sea.

Un artículo experimental reciente, de factura china, es Jicheng Liu, Chenao He, …, Dongge Ma, «Strange memory effect of low-field microwave absorption in copper-substituted lead apatite,» arXiv:2312.10391 [cond-mat.supr-con] (16 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2312.10391. Observan una histéresis en la curva de absorción de microondas de bajo campo (LFMA) en apatitas de plomo sustituidas con cobre a temperaturas inferiores a 250 K (−23 °C); esta histéresis recuerda a la que se observa en cupratos superconductores. Pero este fenómeno no implica en ningún caso que LK-99 sea superconductor (a pesar de lo que se puede leer en algunos foros optimistas, como Brian Wang, «Chinese Experiments Show Near Room Temperature Superconducting Evidence for LK99,» Next Big Future, 18 Dec 2023; «All Superconductors Absorb Microwaves is Evidence Supporting LK99 As Room Temperature Superconductor,» Next Big Future, 21 Dec 2023). En la línea experimental también fue noticia que Armen Gulian (Universidad Chapman, California) recibió cien mil dólares (pecata minuta) de la US Office of Naval Research para estudiar películas delgadas de LK-99. Gulian ha declarado que confía en la palabra de los coreanos y que cree que observará comportamiento superconductor (Brian Wang, «LK99 Thin Film Room Temperature Superconducting Researcher Says Big DARPA Funding is Coming,» Next Big Future, 16 Dec 2023).

La levitación apoyada («half levitation«) no es una levitación, ni mucho menos el efecto Meissner. Todo el mundo debe saber que una lasca de ferrita levita de forma apoyada en un imán, igual que lo hace un imán más pequeño con la polaridad adecuada. Nos lo contó de forma divulgativa y magistral Yan-Cong Chen, «Magical or magnetic? Less commonly taught facts about real-world permanent magnets and their diverse interactions with objects», arXiv:2308.11542 [physics.pop-ph] (22 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.11542. Mucha gente no se cree lo obvio si no lo ve; para convencerles Chen ilustra su artículo en arXiv con gran número de fotografías de sencillos experimentos que cualquiera puede repetir en casa. Recuerda, un vídeo que muestre levitación apoyada solo es capaz de engañar a los crédulos. Tu escepticismo está por encima de estos vídeos. Si la única prueba de que PCPOSOS es superconductor son dos vídeos de levitación apoyada (como se sugiere en el Abstract A16.00002) es que este material no es superconductor. Fuera de toda duda.

Para acabar, si te apetece leer algunos artículos sobre LK-99 publicados en revistas científicas con revisión por pares, permíteme unas recomendaciones. Primero, el artículo con coautores del País Vasco (en su momento llamado artículo de Princeton) Yi Jiang, …, Maia G. Vergniory, …, B. Andrei Bernevig, «Pb₉Cu(PO₄)₆(OH)₂: Phonon bands, localized flat-band magnetism, models, and chemical analysis,» Physical Review B 108: 235127 (08 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.235127, arXiv:2308.05143 [cond-mat.supr-con] (09 Aug 2023).

Segundo, los artículos de Superionic Prashant K. Jain, «Phase Transition of Copper(I) Sulfide and Its Implication for Purported Superconductivity of LK-99,» The Journal of Physical Chemistry C J. Phys. Chem. C 127: 18253-18255 (08 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c05684, arXiv:2308.05222 [cond-mat.supr-con] (09 Aug 2023); «Solving the LK-99 puzzle,» Matter (Cell Press) 6: 4118-4120 (06 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.11.010; así como Shilin Zhu, Wei Wu, …, Jianlin Luo, «First-order transition in LK-99 containing Cu₂S,» Matter (Cell Press) 6: 4401-4407 (06 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.11.001, arXiv:2308.04353 [cond-mat.supr-con] (08 Aug 2023), y el editorial de Steve Cranford, «Does LK-99 still matter?» Matter (Cell Press) 6: 4107-4110 (06 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.11.011.

Tercero, los artículos publicados en la prestigiosa Physical Review B, en concreto, Changming Yue, Viktor Christiansson, Philipp Werner, «Correlated electronic structure of Pb_10−xCu_x(PO₄)₆O,» Phys. Rev. B 108: L201122 (30 Nov 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.L201122, arXiv:2308.04976 [cond-mat.str-el] (09 Aug 2023); Jiaxi Liu, Tianye Yu, …, Peitao Liu, «Symmetry breaking induced insulating electronic state in Pb₉Cu(PO₄)₆O,» Phys. Rev. B 108: L161101 (09 Oct 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.L161101, arXiv:2308.11766 [cond-mat.mtrl-sci] (18 Aug 2023);  Liang Si, Karsten Held, «Electronic structure of the putative room-temperature superconductor Pb₉Cu(PO₄)₆O,» Phys. Rev. B 108: L121110 (20 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.L121110, arXiv:2308.00676 [cond-mat.supr-con] (01 Aug 2023);  Lorenzo Celiberti, Lorenzo Varrassi, Cesare Franchini, «Pb₉Cu(PO₄)₆O is a charge-transfer semiconductor,» Phys. Rev. B 108: L201117 (22 Nov 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.L201117, arXiv:2310.00006 [cond-mat.mtrl-sci] (22 Aug 2023);  Dmitry M. Korotin, Dmitry Y. Novoselov, …, Artem R. Oganov, «Electronic correlations in the ultranarrow energy band compound Pb₉Cu(PO₄)₆O: A DFT+DMFT study,» Phys. Rev. B 108: L241111 (15 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.L241111, arXiv:2308.04301 [cond-mat.supr-con] (08 Aug 2023); y quizás también Chang Liu, Wenxin Cheng, …, Yangmu Li, «Phases and magnetism at microscale in compounds containing nominal Pb_10−xCu_x(PO₄)₆O,» Phys. Rev. Materials 7: 084804 (25 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.7.084804, arXiv:2308.07800 [cond-mat.mtrl-sci] (15 Aug 2023).

Y cuarto, los artículos publicados en revistas de la ACS, como Kapil Kumar, Navneet Kumar Karn, …, V.P.S. Awana, «Absence of Superconductivity in LK-99 at Ambient Conditions,» ACS Omega 8: 41737-41743 (25 Oct 2023), doi: https://doi.org/10.1021/acsomega.3c06096, arXiv:2308.03544 [cond-mat.supr-con] (07 Aug 2023); Jiahong Shen, Dale Gaines II, …, Chris Wolverton, «Phase Stability of Lead Phosphate Apatite Pb_10−xCu_x(PO₄)₆O, Pb_10−xCu_x(PO₄)₆(OH)₂ (x = 0, 1), and Pb₈Cu₂(PO₄)₆O,» Chemistry of Materials (18 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c02054, arXiv:2308.07941 [cond-mat.mtrl-sci] (14 Aug 2023); Jun Li, Qi An, «Structural and Electronic Intricacies of Cu-Doped Lead Apatite (LK-99): Implications for Potential Ambient-Pressure Superconductivity,» The Journal of Physical Chemistry C (22 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c06709, arXiv:2309.07928 [cond-mat.supr-con] (12 Sep 2023); y quizás también Kanta Ogawa, Kasper Tolborg, Aron Walsh, «Models of Oxygen Occupancy in Lead Phosphate Apatite Pb₁₀(PO₄)₆O,» ACS Energy Letters 8: 3941-3944 (28 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c01651.

Por supuesto, si prefieres artículos de corte divulgativo te recomiendo leer la secuencia en New Scientist de Karmela Padavic-Callaghan, «The superconductor free-for-all,» New Scientist 259(3451): 8-9 (12 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.1016/S0262-4079(23)01487-2; Karmela Padavic-Callaghan, «Superconductor hopes dashed,» New Scientist 259 (3452): 14 (19 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.1016/S0262-4079(23)01536-1; Karmela Padavic-Callaghan, «The viral superconductor,» New Scientist 260(3469–3470): 18 (16–23 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1016/S0262-4079(23)02323-0. Y también Alexey Kavokin, Anvar Zakhidov, «Comment on: The interpretation of room-temperature superconductivity experiments in LK-99,» Materials Today 69: 1-3 (29 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.mattod.2023.08.008; Margaret Harris, «LK-99 fails replication test,» Physics World 36: 10 (Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1088/2058-7058/36/09/12.