Il superconduttore LK-99 rappresenterebbe un passo avanti per l'informatica e la nostra comprensione della scienza dei materiali

La maggior parte dei progressi tecnologici sono di natura modesta e si basano lentamente sulle generazioni precedenti. Tuttavia, ogni tanto, c'è una svolta scienza materiale il che si traduce non in un passo, ma in un balzo in avanti. Se un team di scienziati in Corea ha ragione risultati recenti che circondano i superconduttori, potrebbe aver fornito al mondo una di queste scoperte.

Allo stato attuale, il team di scienziati afferma di aver scoperto un superconduttore realizzato senza materiali esotici ed è stabile e funzionale in entrambi i casi,

• pressione ambientale
• temperatura ambiente

Questo superconduttore, che è una struttura modificata di piombo-apatite, viene attualmente denominato "LK-99". Nel suo documento, il team afferma:

“Per la prima volta al mondo, riportiamo il successo nella sintesi di un superconduttore a temperatura e pressione ambiente con un approccio chimico per risolvere il problema della temperatura e della pressione. Abbiamo chiamato il primo superconduttore a temperatura ambiente e pressione ambientale LK-99”.

Di seguito, diamo un breve sguardo a cos'è un superconduttore e cosa significa andare avanti.

Cosa sono i Superconduttori?

Prima di capire perché i superconduttori sono così ricercati, dobbiamo capire cosa sono realmente. A tal fine, i superconduttori sono materiali che possono condurre elettricità o trasportare elettroni da un atomo a un altro senza resistenza. Ciò significa che la corrente elettrica può fluire attraverso il materiale senza alcuna perdita di energia.  Vantando la capacità di consentire trasferimenti di elettricità a perdita zero, i superconduttori consentono sistemi energetici estremamente efficienti.

È interessante notare che la superconduttività è un fenomeno della meccanica quantistica che si verifica tipicamente in materiali selezionati e solo entro una gamma ristretta di parametri. Più comunemente, temperature estremamente basse che si avvicinano allo zero assoluto (-273.15 gradi Celsius o -459.67 gradi Fahrenheit).

In particolare, le proprietà uniche dei superconduttori non si fermano al solo efficiente trasferimento di energia. Si estendono anche fino a includere forti campi magnetici, rendendoli preziosi per applicazioni come le macchine per la risonanza magnetica (MRI) negli ospedali e i treni maglev (levitazione magnetica).

Canale YouTube, Techquickie fa bene a spiegarlo in un episodio passato di "Fast as possible".

Attualmente esistono due tipi di superconduttori ampiamente accettati. Questi includono,

1. Superconduttori di tipo I: Questi materiali mostrano superconduttività a temperature molto basse e con bassi campi magnetici. Sono tipicamente metalli puri come alluminio, mercurio e piombo.
2. Superconduttori di tipo II: Si tratta solitamente di composti o leghe metalliche che mostrano superconduttività a temperature relativamente più elevate e in presenza di campi magnetici elevati. Gli esempi includono niobio-stagno (Nb3Sn) e ossido di rame-ittrio-bario (YBCO).

È importante sottolineare che le temperature sono relative. Ciò significa che, sebbene i superconduttori di Tipo II siano noti come varianti ad alta temperatura, questo è rispetto al Tipo 1. Resta il fatto che richiedono ancora temperature troppo basse per essere pratici per l'uso nelle applicazioni quotidiane.

Perché un superconduttore a temperatura ambiente e pressione ambiente è così ricercato?

La scoperta di un superconduttore a temperatura ambiente e pressione ambientale avrebbe profonde implicazioni per la tecnologia e la scienza nel suo insieme. Ecco alcune potenziali applicazioni e impatti.

1. Potenza di trasmissione: I superconduttori possono trasportare corrente elettrica senza alcuna perdita dovuta alla resistenza. Ciò renderebbe la trasmissione di energia estremamente efficiente, rivoluzionando potenzialmente la nostra rete elettrica e riducendo gli sprechi energetici.
2. Treni a levitazione magnetica (Maglev): Con i superconduttori a temperatura ambiente, la costruzione e il funzionamento dei treni a levitazione magnetica diventerebbero molto più pratici ed economici. Questi treni potrebbero viaggiare a velocità molto elevate con un consumo energetico minimo.
3. Tecnologia medica: Si potrebbero sviluppare macchine per risonanza magnetica di alta qualità e più efficienti e altri dispositivi di imaging medico poiché si basano su magneti superconduttori.
4. Informatica quantistica: I superconduttori sono già fondamentali per alcuni tipi di computer quantistici (come quelli costruiti da IBM e Google), ma questi attualmente devono essere raffreddati a temperature estremamente basse. I superconduttori a temperatura ambiente renderebbero i computer quantistici più pratici, accelerando potenzialmente lo sviluppo di questa nuova potente tecnologia.
5. Accumulo di energia: I superconduttori possono essere utilizzati per creare sistemi di accumulo di energia efficienti e ad alta capacità, noti come sistemi di accumulo di energia magnetica superconduttiva (SMES). Questi potrebbero svolgere un ruolo vitale nel futuro delle energie rinnovabili.
6. Ricerca scientifica: Molti strumenti ed esperimenti scientifici (ad esempio quelli nel campo della fisica delle particelle) potrebbero essere resi più efficienti e più facili da eseguire con superconduttori a temperatura ambiente.

In sostanza, qualsiasi macchina, dispositivo o processo che fa affidamento sull’elettricità o è ostacolato dall’attrito trarrà enormi benefici sia dal punto di vista funzionale che di efficienza.

La scoperta di un superconduttore a temperatura ambiente e pressione ambiente non è affatto un'iniziativa scientifica "appariscente". Ciò, tuttavia, non cambia il significato di tale scoperta e richiede di pensare e considerare effettivamente come potrebbe potenzialmente cambiare il nostro mondo.

Campi che verranno ribaltati da LK-99

Come accennato in precedenza, ci sono moltissimi campi che potrebbero trarre vantaggio da un tale superconduttore. Il team dietro LK-99 lo sottolinea, affermando:

“L’LK-99 è un materiale molto utile per lo studio dei puzzle della superconduttività a temperatura ambiente. Tutte le prove e le spiegazioni portano a ritenere che LK-99 sia il primo superconduttore a temperatura e pressione ambiente. L'LK-99 ha molte possibilità per varie applicazioni come magnete, motore, cavo, treno di levitazione, cavo di alimentazione, qubit per un computer quantistico, antenne THz, ecc. Crediamo che il nostro nuovo sviluppo sarà un evento storico completamente nuovo che apre una nuova era per l’umanità”

Mentre ci sono una miriade di campi scientifici e industrie che verrebbero sconvolti dall’accesso a un superconduttore a temperatura ambiente e pressione ambientale, ce n’è potenzialmente uno che trarrebbe maggiori benefici: l’informatica.

L’informatica, sia che si riferisca al mining di Bitcoin, agli smartphone, ai server di dati, ecc., trarrà grandi benefici da una maggiore miniaturizzazione, efficienza energetica e velocità di elaborazione. Che si tratti di una ridotta generazione di calore, di una minore latenza o di qualcos’altro, i superconduttori hanno il potenziale per inaugurare la vera prossima generazione di computer.

Lo scetticismo abbonda con LK-99

IF Se il team di scienziati dietro l'articolo discusso sopra ha ragione nelle loro scoperte sull'LK-99, i benefici risultanti per gli esseri umani saranno sconcertanti. Esiste tuttavia un un significativo asterisco persistente sopra i suoi risultati – una mancanza di peer review.

Dato che gli scienziati di tutto il mondo sono alla ricerca da decenni di un superconduttore a pressione ambiente e a temperatura ambiente, c’è naturalmente una buona dose di scetticismo in abbondanza attorno alle affermazioni fatte. Affinché questo scetticismo possa attenuarsi, i risultati dei team devono essere ricreati in modo controllato e ripetibile. L’importanza del processo di peer review è multiforme e include:

1. Controllo di qualità: La funzione più immediata della peer review è quella di garantire la qualità degli articoli pubblicati su riviste scientifiche. I revisori valutano criticamente la metodologia, le statistiche e la presentazione dei risultati di uno studio per garantire che le conclusioni siano supportate dai dati.
2. Validazione della ricerca: I revisori tra pari convalidano la metodologia e i risultati della ricerca. Determinano se i metodi di ricerca sono appropriati e sono stati applicati correttamente. Verificano inoltre che i risultati derivino dai dati e che i dati siano interpretati correttamente.
3. Pratiche non etiche: La revisione tra pari aiuta a prevenire il plagio, la falsificazione dei dati e altre pratiche non etiche nella ricerca scientifica. I revisori hanno il compito di individuare eventuali modelli sospetti o incoerenze che potrebbero suggerire tali pratiche illecite.
4. Standardizzazione: Applicando convenzioni e aspettative scientifiche standard, la revisione tra pari promuove la coerenza e la coesione all’interno di un campo scientifico.
5. Credibilità: La revisione tra pari aggiunge credibilità a un documento di ricerca. Altri ricercatori, così come il pubblico in generale, spesso considerano il lavoro sottoposto a revisione paritaria come più affidabile perché è stato sottoposto a questo livello di controllo.

Ciascuno di questi punti è importante perché, nel loro insieme, facilitano il progresso verificabile della scienza. I lavori sottoposti a revisione paritaria forniscono agli scienziati di tutto il mondo una base su cui basare il loro prossimo esperimento o invenzione.

Tuttavia, è anche importante notare che il processo di revisione tra pari non è perfetto e presenta dei limiti. A volte possono non essere rilevati errori importanti o frodi e il processo può essere distorto. Nonostante i suoi potenziali limiti, la revisione tra pari è attualmente lo strumento migliore di cui disponiamo per mantenere la qualità e l’integrità della letteratura scientifica.

Se dimostrato vero

L’idea di LK-99 è allettante e deve essere dimostrata vera. Per fortuna, non dovrebbe passare molto tempo prima che ciò accada e, viste le potenziali applicazioni di un tale materiale, ci sono già scienziati di tutto il mondo che stanno già facendo proprio questo. Se tutto va bene, ci sarà, senza dubbio, un enorme interesse nello sfruttare LK-99 per applicazioni nel mondo reale e nel migliorare ciò che può offrire.