Vn-Z.vn Ngày 17 tháng 08 năm 2023, Sự nghi ngờ về tính siêu dẫn ở nhiệt độ phòng trong nhiều ngày qua dường như đã có hồi kết. Hôm qua, tạp chí Nature đã đăng một bài báo: "LK-99 không phải là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng - làm thế nào các nhà nghiên cứu điều tra khoa học có thể giải quyết bí ẩn này". Tác giả bài báo là Dan Garisto , một nhà văn khoa học có bằng vật lý và từng làm việc tại Fermilab.
Nhiều nhóm nghiên cứu khoa học trên thế giới từ các quốc gia như Trung Quốc, Mỹ ... cũng tiến hành các nghiên cứu chi tiết hơn về mẫu LK-99 từ ba nhóm nghiên cứu khác nhau và tin rằng các đặc tính điện từ của ba mẫu độc lập đều bắt nguồn từ sunfua dạng đồng. Tính siêu dẫn ở nhiệt độ phòng của LK-99.
Trong bài báo mới nhất được phát hành vào ngày 16 tháng 08 năm 2023,, Dan Garisto đã tóm tắt các sự kiện nghịch đảo siêu dẫn ở nhiệt độ phòng trong hơn mười ngày liên tiếp, tổng hợp kết quả nghiên cứu của các tổ chức lớn và tiết lộ lý do tại sao LK-99 thể hiện hành vi siêu dẫn tương tự bí ẩn.
Các thám tử nghiên cứu khoa học đã tìm thấy bằng chứng cho thấy LK-99 không phải là chất siêu dẫn—nguyên nhân khiến điện trở suất của mẫu giảm mạnh và nam châm bay lên một phần là do các tạp chất trong vật liệu, đặc biệt là sunfua dạng đồng.
Kết luận này đã làm tiêu tan hoàn toàn hy vọng về LK-99 là "chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển đầu tiên trong lịch sử".
Inna Vishik, nhà thực nghiệm vật chất ngưng tụ tại Đại học California, Davis, cho biết: “Tôi nghĩ câu chuyện đến đây là kết thúc, cứ tạm gọi là một ngày. Sự tranh luận về có phần hỗn loạn về LK-99 bắt đầu vào cuối tháng 7, khi một nhóm nhà khoa học do Sukbae Lee và Ji-Hoon Kim thuộc Trung tâm nghiên cứu năng lượng lượng tử khởi nghiệp ở Seoul đứng đầu đã xuất bản hai bài báo trên arXiv, tuyên bố rằng LK-99 có thể được sử dụng ở nhiệt độ trên 127ºC ( 400K) là một chất siêu dẫn trong môi trường áp suất bình thường, ngay lập tức thu hút sự chú ý của toàn thế giới.
Bởi vì, tất cả các chất siêu dẫn được xác định trước đây chỉ hoạt động ở nhiệt độ và áp suất cực cao. Hai bài báo của nhóm tác giả Hàn Quốc đã châm ngòi cho làn sóng thử nghiệm điên cuồng đối với các tổ chức nghiên cứu khoa học, học thuật và những người nghiệp dư trên toàn thế giới.
Kể từ tháng 8, nhiều bài báo và thử nghiệm sao chép khác nhau đã được xuất bản hàng ngày . Vào ngày 2 tháng 8, nhóm Huake đã tái tạo thành công hiện tượng bay lên từ tính của mẫu vật. Vào ngày 3 tháng 8, nhóm nghiên cứu của Đại học Đông Nam cũng đã đo thành công hiện tượng kháng cự bằng 0 của LK-99. Những thí nghiệm lặp đi lặp lại này đã từng nâng sự phấn khích của công chúng và giới học thuật lên mức cao nhất.
Đáng tiếc, sau nhiều lần thí nghiệm của các tổ chức khác nhau trên thế giới, nhiều người đã đi đến kết luận: LK-99 không phải là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng. Hàng loạt bằng chứng bác bỏ kết quả LK-99 là vật liệu siêu dẫn , các nhóm nghiên cứu cho rằng LK-99 là một chất siêu dẫn dựa trên hai nguyên tắc cơ bản: hai hiện tượng treo phía trên nam châm và điện trở suất giảm đột ngột.
Một nghiên cứu của Đại học Princeton ở Mỹ và Viện Max Planck ở Đức đã cùng kết hợp bằng chứng thực nghiệm và lý thuyết chứng minh tại sao cấu trúc của LK-99 không thể là chất siêu dẫn. Các nhà thực nghiệm tại Viện Max Planck ở Đức tiến hành tổng hợp và nghiên cứu các mẫu tinh khiết của LK-99, phá tan mọi nghi ngờ trước đây về cấu trúc của vật liệu và xác nhận rằng LK-99 không phải là chất siêu dẫn mà là chất cách điện.
Các tinh thể tinh khiết của LK-99, được tổng hợp bởi một nhóm tại Viện Nghiên cứu Chất rắn Max Planck ở Stuttgart, Đức. ảnh: Pascal Puphal
Bằng chứng duy nhất cho thấy LK-99 có thể là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng trong thời gian này đến từ một video khác do nhóm Hàn Quốc chia sẻ. Bây giờ có lẽ thế giới đang quan sát và đổ dồn vào đội Hàn Quốc.
Cho đến nay, bằng chứng thuyết phục nhất về tính siêu dẫn trong LK-99 là đoạn video do nhóm nghiên cứu Hàn Quốc thực hiện. Các nỗ lực tái tạo sau đó không quan sát được bất kỳ sự bay lên hoặc tính siêu dẫn nào. Cũng có thông tin chưa được xác minh đến từ nhà nghiên cứu vật chất ngưng tụ tại Đại học Harvard tên là Derrick van Gennep, nhà nghiên cứu này cũng rất quan tâm đến LK-99, đã làm một video tương tự như mẫu LK-99 do nhóm Hàn Quốc trình diễn.
Giống như video do nhóm Hàn Quốc về LK-99, mẫu vật này dường như cũng được dán vào nam châm xung quanh các cạnh và có vẻ cân bằng một cách tinh tế. Ngược lại, một chất siêu dẫn treo trên một nam châm có thể xoay, hoặc thậm chí lộn ngược để làm cho mặt bên kia bay lên.
Derrick van Gennep cho rằng các đặc tính của LK-99 nhiều khả năng là kết quả của hiện tượng sắt từ. Vì vậy, anh ấy đã tạo mẫu từ các viên nhỏ làm từ bụi than chì nén với mạt sắt và bắt chước một đoạn video về khả năng bay lơ lủng của LK-99.
Vào ngày 7 tháng 8, nhóm nghiên cứu của Đại học Bắc Kinh cũng kết luận rằng việc các mẫu LK-99 của họ bay lên là do hiện tượng sắt từ. Nhóm nghiên cứu Trung Quốc nói trong bài báo rằng các hạt trong mẫu được nâng lên do hiện tượng sắt từ, nhưng không đủ để bay lên, vì vậy chúng chỉ có thể cân bằng ở một đầu.
Nhóm Bắc Kinh Trung Quốc do Li và các đồng nghiệp đã đo điện trở suất của các mẫu và không tìm thấy dấu hiệu của hiện tượng siêu dẫn. Nhưng họ không thể giải thích sự sụt giảm mạnh về điện trở suất mà đội Hàn Quốc phát hiện thấy.
Trong bản in bài báo trước do nhóm Hàn Quốc phát hành , mức tăng điện trở rõ ràng của LK-99 đã được thể hiện: ở 104,8 °C, điện trở suất giảm từ 0,02 ôm/cm xuống 0,002 ôm/cm. Tuy nhiên, công thức phản ứng tổng hợp LK-99 không đồng đều dẫn đến LK-99 tinh khiết, tức là cứ 1 phần tinh thể chì photphat pha tạp đồng thì có 17 phần đồng và 5 phần lưu huỳnh đi kèm. Các cặn này trở thành tạp chất trong LK-99, đặc biệt là hợp chất đồng-lưu huỳnh chiếm tỷ lệ lớn. Những tạp chất này cũng được báo cáo trong các mẫu của đội Hàn Quốc. Sau đó, các tạp chất hợp chất đồng-lưu huỳnh này trở thành chìa khóa để giải quyết bí ẩn về "tính siêu dẫn" của LK-99.
Jain, một chuyên gia về đồng sunfua, nhớ lại rằng 104°C là nhiệt độ mà Cu2S trải qua quá trình chuyển pha. Dưới nhiệt độ này, điện trở suất của Cu2S tiếp xúc với không khí giảm mạnh, gần giống với dấu hiệu được gọi là chuyển pha siêu dẫn của LK-99. Sau khi nghiên cứu bài báo của đội Hàn Quốc, Jain nói: "Tôi khó có thể tin rằng họ đã bỏ lỡ phân tích Cu2S." Vào ngày 9 tháng 8,Jain đã xuất bản một bài báo về hiệu ứng gây nhiễu quan trọng này trên arXiv.
Bài báo nghiên cứu của Jain nêu rõ trong phần kết luận rằng để kiểm chứng rõ ràng tính siêu dẫn của LK-99 thì phải trong điều kiện LK-99 không có Cu2S. Trùng hợp là một ngày trước khi bài báo của Jain được xuất bản, Viện Vật lý thuộc Viện Khoa học Trung Quốc cũng xác nhận ảnh hưởng của tạp chất Cu2S đối với LK-99. Nhóm nghiên cứu tin rằng khả năng "siêu dẫn" trong LK-99 có khả năng là do sự giảm điện trở suất gây ra bởi quá trình chuyển pha gamma cấu trúc bậc một từ pha beta nhiệt độ cao sang pha nhiệt độ thấp của Cu2S ở 385K.
Nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã tổng hợp mẫu LK-99 với các hàm lượng Cu2S khác nhau, mẫu thứ nhất được nung trong chân không và có hàm lượng Cu2S là 5%.
Mẫu thứ hai được nung nóng trong không khí và có hàm lượng Cu2S là 70%. Khi kiểm tra điện trở suất của hai mẫu này họ nhận thấy: Điện trở suất của mẫu chứa 5% Cu2S tăng tương đối dễ dàng khi làm mát, điều này có vẻ giống với các mẫu từ các lần sao chép khác. Nhưng điện trở suất của mẫu chứa 70% Cu2S giảm mạnh khoảng 112°C (385K), rất gần với quan sát của đội Hàn Quốc.
Nhưng nhóm nghiên cứu cũng cho biết, việc đưa ra kết luận chắc chắn về tính chất của LK-99 là rất khó do vật liệu này chứa nhiều tạp chất và các mẫu tổng hợp từ các lô khác nhau cũng khác nhau. Nhưng nhóm nghiên cứu cũng tin rằng nếu tổng hợp được một mẫu đủ gần với mẫu ban đầu của nhóm nghiên cứu Hàn Quốc thì có thể kiểm tra xem LK-99 có phải là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng hay không.
Với những lời giải thích chắc chắn khác về sự giảm điện trở suất và khả năng "bán" bay lên, LK-99 không phải là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng dường như đang dần trở thành quan điểm được nhiều nhóm khoa học xác nhận.
Nhưng bản chất thực sự của LK-99 vẫn chưa được các nhà khoa học xác nhận. Vì rất khó để tách và tinh chế LK-99, đồng thời các mẫu được tổng hợp mỗi lần khá khác nhau, ban đầu các nhà khoa học đã cố gắng dự đoán cấu trúc của LK-99 bằng phương pháp gọi là lý thuyết chức năng mật độ (DFT).
Được hướng dẫn bởi lý thuyết DFT, cấu trúc dự đoán của LK-99 thể hiện các tính năng điện tử thú vị được gọi là "dải phẳng". "Dải phẳng" là vùng mà các electron di chuyển chậm và có thể tương quan chặt chẽ với nhau. Trong một số trường hợp, chữ ký điện tử của "dải băng phẳng" dẫn đến hiện tượng siêu dẫn. Nhưng đây chỉ là kết quả tính toán dựa trên các giả định cấu trúc chưa được chứng minh của LK-99. Để hiểu rõ hơn về vật liệu này, nhóm thử nghiệm từ Hoa Kỳ-Châu Âu đã thực hiện chụp ảnh nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (SXRD) đối với các mẫu của họ để tính toán cấu trúc của LK-99.
Nhóm nghiên cứu Hoa Kỳ và Châu Âu đã thực hiện các phép tính nghiêm ngặt giúp làm sáng tỏ điều gì đã xảy ra với các dải băng phẳng: Chúng không có lợi cho tính siêu dẫn. Thay vào đó, các dải phẳng trong LK-99 phát sinh từ các electron cục bộ mạnh, không thể "nhảy" khi cần thiết cho chất siêu dẫn.
Nhóm nghiên cứu đã loại trừ khả năng LK-99 là vật liệu siêu dẫn, cho rằng nhiều khả năng nó là một chất sắt từ. Cho đến nay, nhiều nghiên cứu đã phủ nhận khả năng LK-99 là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, vẫn có một số người cho rằng LK-99 là chất ủng hộ tính siêu dẫn ở nhiệt độ phòng, họ cho rằng các nghiên cứu phủ nhận LK-99 đã không tổng hợp được LK-99 có độ tinh khiết đạt tiêu chuẩn, đó là lý do thất bại của các thí nghiệm trước đó.
Nhưng vào ngày 14 tháng 8, một nhóm riêng biệt tại Viện Nghiên cứu Chất rắn Max Planck ở Stuttgart, Đức, đã báo cáo sự tổng hợp của một tinh thể đơn tinh khiết LK-99.
Nhưng kết quả nghiên cứu cho thấy sau khi tách tạp chất, LK-99 không phải là chất siêu dẫn mà là chất cách điện với điện trở hàng triệu ôm. Điện trở của nó cao đến mức thậm chí không thể kiểm tra độ dẫn tiêu chuẩn.
Trong khi đó, LK-99 thuần túy hoàn toàn không thể hiện hiệu ứng bay lên, mặc dù nó thể hiện tính chất sắt từ và nghịch từ nhẹ. "Dựa trên những lý do trên, chúng tôi loại trừ sự tồn tại của tính siêu dẫn trong LK-99", nhóm nghiên cứu kết luận.
Điều này cũng xác nhận rằng tính siêu dẫn thể hiện trong LK-99 về cơ bản bắt nguồn từ tạp chất Cu2S, nhưng tạp chất này không tồn tại trong tinh thể nguyên chất của LK-99. Pascal Puphal, nhà khoa học tại Viện Vật lý Max Planck, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Sự kiện này giải thích tầm quan trọng của các tinh thể đơn lẻ, khi chúng ta có chúng, chúng ta có thể nghiên cứu rõ ràng các đặc tính bên trong của một hệ thống”.
Những tranh cãi và thử nghiệm về LK-99 đã mang lại nhiều kinh nghiệm cho các nhà nghiên cứu khoa học . Jain đã chỉ ra tầm quan trọng của dữ liệu trong các nghiên cứu trước đây.
Kết quả nghiên cứu của Đại học Bắc Kinh, cho thấy rằng sunfua dạng đồng là nguyên nhân gây ra hiện tượng nhảy điện trở, đây là chìa khóa để phủ nhận tính siêu dẫn LK-99 và kết quả đo của điện trở suất sunfua đồng được công bố vào đầu năm 1951.
Trong khi một số nhà phê bình coi LK-99 là một mô hình về khả năng tái tạo trong nghiên cứu khoa học, những người khác nói rằng đó là một ví dụ về giải pháp nhanh chóng bất thường cho một vấn đề cấp cao. Một nhà khoa học cho biết: "Loại này trước đây thường rất khó làm giả, bởi vì hầu hết các vật liệu tương tự rất khó tái tạo."
Ví dụ, sau khi chất siêu dẫn oxit đồng được phát hiện vào năm 1986, các nhà nghiên cứu bắt đầu khám phá các tính chất của vật liệu này. Bốn thập kỷ trôi qua nhanh chóng, và cơ chế siêu dẫn trong vật liệu này vẫn còn đang được tranh luận. Nhưng nghiên cứu về LK-99 đang diễn ra tốt đẹp chúng ta vẫn chưa thấy các nhà nghiên cứu từ Hàn Quốc công bố các kết quả phản biện khác.
Vn-Z.vn team tổng hợp tham khảo Nature
Nhiều nhóm nghiên cứu khoa học trên thế giới từ các quốc gia như Trung Quốc, Mỹ ... cũng tiến hành các nghiên cứu chi tiết hơn về mẫu LK-99 từ ba nhóm nghiên cứu khác nhau và tin rằng các đặc tính điện từ của ba mẫu độc lập đều bắt nguồn từ sunfua dạng đồng. Tính siêu dẫn ở nhiệt độ phòng của LK-99.
Trong bài báo mới nhất được phát hành vào ngày 16 tháng 08 năm 2023,, Dan Garisto đã tóm tắt các sự kiện nghịch đảo siêu dẫn ở nhiệt độ phòng trong hơn mười ngày liên tiếp, tổng hợp kết quả nghiên cứu của các tổ chức lớn và tiết lộ lý do tại sao LK-99 thể hiện hành vi siêu dẫn tương tự bí ẩn.
Các thám tử nghiên cứu khoa học đã tìm thấy bằng chứng cho thấy LK-99 không phải là chất siêu dẫn—nguyên nhân khiến điện trở suất của mẫu giảm mạnh và nam châm bay lên một phần là do các tạp chất trong vật liệu, đặc biệt là sunfua dạng đồng.
Kết luận này đã làm tiêu tan hoàn toàn hy vọng về LK-99 là "chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển đầu tiên trong lịch sử".
Inna Vishik, nhà thực nghiệm vật chất ngưng tụ tại Đại học California, Davis, cho biết: “Tôi nghĩ câu chuyện đến đây là kết thúc, cứ tạm gọi là một ngày. Sự tranh luận về có phần hỗn loạn về LK-99 bắt đầu vào cuối tháng 7, khi một nhóm nhà khoa học do Sukbae Lee và Ji-Hoon Kim thuộc Trung tâm nghiên cứu năng lượng lượng tử khởi nghiệp ở Seoul đứng đầu đã xuất bản hai bài báo trên arXiv, tuyên bố rằng LK-99 có thể được sử dụng ở nhiệt độ trên 127ºC ( 400K) là một chất siêu dẫn trong môi trường áp suất bình thường, ngay lập tức thu hút sự chú ý của toàn thế giới.
Bởi vì, tất cả các chất siêu dẫn được xác định trước đây chỉ hoạt động ở nhiệt độ và áp suất cực cao. Hai bài báo của nhóm tác giả Hàn Quốc đã châm ngòi cho làn sóng thử nghiệm điên cuồng đối với các tổ chức nghiên cứu khoa học, học thuật và những người nghiệp dư trên toàn thế giới.
Kể từ tháng 8, nhiều bài báo và thử nghiệm sao chép khác nhau đã được xuất bản hàng ngày . Vào ngày 2 tháng 8, nhóm Huake đã tái tạo thành công hiện tượng bay lên từ tính của mẫu vật. Vào ngày 3 tháng 8, nhóm nghiên cứu của Đại học Đông Nam cũng đã đo thành công hiện tượng kháng cự bằng 0 của LK-99. Những thí nghiệm lặp đi lặp lại này đã từng nâng sự phấn khích của công chúng và giới học thuật lên mức cao nhất.
Đáng tiếc, sau nhiều lần thí nghiệm của các tổ chức khác nhau trên thế giới, nhiều người đã đi đến kết luận: LK-99 không phải là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng. Hàng loạt bằng chứng bác bỏ kết quả LK-99 là vật liệu siêu dẫn , các nhóm nghiên cứu cho rằng LK-99 là một chất siêu dẫn dựa trên hai nguyên tắc cơ bản: hai hiện tượng treo phía trên nam châm và điện trở suất giảm đột ngột.
Một nghiên cứu của Đại học Princeton ở Mỹ và Viện Max Planck ở Đức đã cùng kết hợp bằng chứng thực nghiệm và lý thuyết chứng minh tại sao cấu trúc của LK-99 không thể là chất siêu dẫn. Các nhà thực nghiệm tại Viện Max Planck ở Đức tiến hành tổng hợp và nghiên cứu các mẫu tinh khiết của LK-99, phá tan mọi nghi ngờ trước đây về cấu trúc của vật liệu và xác nhận rằng LK-99 không phải là chất siêu dẫn mà là chất cách điện.
Các tinh thể tinh khiết của LK-99, được tổng hợp bởi một nhóm tại Viện Nghiên cứu Chất rắn Max Planck ở Stuttgart, Đức. ảnh: Pascal Puphal
Bằng chứng duy nhất cho thấy LK-99 có thể là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng trong thời gian này đến từ một video khác do nhóm Hàn Quốc chia sẻ. Bây giờ có lẽ thế giới đang quan sát và đổ dồn vào đội Hàn Quốc.
Giống như video do nhóm Hàn Quốc về LK-99, mẫu vật này dường như cũng được dán vào nam châm xung quanh các cạnh và có vẻ cân bằng một cách tinh tế. Ngược lại, một chất siêu dẫn treo trên một nam châm có thể xoay, hoặc thậm chí lộn ngược để làm cho mặt bên kia bay lên.
Derrick van Gennep cho rằng các đặc tính của LK-99 nhiều khả năng là kết quả của hiện tượng sắt từ. Vì vậy, anh ấy đã tạo mẫu từ các viên nhỏ làm từ bụi than chì nén với mạt sắt và bắt chước một đoạn video về khả năng bay lơ lủng của LK-99.
Vào ngày 7 tháng 8, nhóm nghiên cứu của Đại học Bắc Kinh cũng kết luận rằng việc các mẫu LK-99 của họ bay lên là do hiện tượng sắt từ. Nhóm nghiên cứu Trung Quốc nói trong bài báo rằng các hạt trong mẫu được nâng lên do hiện tượng sắt từ, nhưng không đủ để bay lên, vì vậy chúng chỉ có thể cân bằng ở một đầu.
Nhóm Bắc Kinh Trung Quốc do Li và các đồng nghiệp đã đo điện trở suất của các mẫu và không tìm thấy dấu hiệu của hiện tượng siêu dẫn. Nhưng họ không thể giải thích sự sụt giảm mạnh về điện trở suất mà đội Hàn Quốc phát hiện thấy.
Trong bản in bài báo trước do nhóm Hàn Quốc phát hành , mức tăng điện trở rõ ràng của LK-99 đã được thể hiện: ở 104,8 °C, điện trở suất giảm từ 0,02 ôm/cm xuống 0,002 ôm/cm. Tuy nhiên, công thức phản ứng tổng hợp LK-99 không đồng đều dẫn đến LK-99 tinh khiết, tức là cứ 1 phần tinh thể chì photphat pha tạp đồng thì có 17 phần đồng và 5 phần lưu huỳnh đi kèm. Các cặn này trở thành tạp chất trong LK-99, đặc biệt là hợp chất đồng-lưu huỳnh chiếm tỷ lệ lớn. Những tạp chất này cũng được báo cáo trong các mẫu của đội Hàn Quốc. Sau đó, các tạp chất hợp chất đồng-lưu huỳnh này trở thành chìa khóa để giải quyết bí ẩn về "tính siêu dẫn" của LK-99.
Jain, một chuyên gia về đồng sunfua, nhớ lại rằng 104°C là nhiệt độ mà Cu2S trải qua quá trình chuyển pha. Dưới nhiệt độ này, điện trở suất của Cu2S tiếp xúc với không khí giảm mạnh, gần giống với dấu hiệu được gọi là chuyển pha siêu dẫn của LK-99. Sau khi nghiên cứu bài báo của đội Hàn Quốc, Jain nói: "Tôi khó có thể tin rằng họ đã bỏ lỡ phân tích Cu2S." Vào ngày 9 tháng 8,Jain đã xuất bản một bài báo về hiệu ứng gây nhiễu quan trọng này trên arXiv.
Bài báo nghiên cứu của Jain nêu rõ trong phần kết luận rằng để kiểm chứng rõ ràng tính siêu dẫn của LK-99 thì phải trong điều kiện LK-99 không có Cu2S. Trùng hợp là một ngày trước khi bài báo của Jain được xuất bản, Viện Vật lý thuộc Viện Khoa học Trung Quốc cũng xác nhận ảnh hưởng của tạp chất Cu2S đối với LK-99. Nhóm nghiên cứu tin rằng khả năng "siêu dẫn" trong LK-99 có khả năng là do sự giảm điện trở suất gây ra bởi quá trình chuyển pha gamma cấu trúc bậc một từ pha beta nhiệt độ cao sang pha nhiệt độ thấp của Cu2S ở 385K.
Nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã tổng hợp mẫu LK-99 với các hàm lượng Cu2S khác nhau, mẫu thứ nhất được nung trong chân không và có hàm lượng Cu2S là 5%.
Mẫu thứ hai được nung nóng trong không khí và có hàm lượng Cu2S là 70%. Khi kiểm tra điện trở suất của hai mẫu này họ nhận thấy: Điện trở suất của mẫu chứa 5% Cu2S tăng tương đối dễ dàng khi làm mát, điều này có vẻ giống với các mẫu từ các lần sao chép khác. Nhưng điện trở suất của mẫu chứa 70% Cu2S giảm mạnh khoảng 112°C (385K), rất gần với quan sát của đội Hàn Quốc.
Nhưng nhóm nghiên cứu cũng cho biết, việc đưa ra kết luận chắc chắn về tính chất của LK-99 là rất khó do vật liệu này chứa nhiều tạp chất và các mẫu tổng hợp từ các lô khác nhau cũng khác nhau. Nhưng nhóm nghiên cứu cũng tin rằng nếu tổng hợp được một mẫu đủ gần với mẫu ban đầu của nhóm nghiên cứu Hàn Quốc thì có thể kiểm tra xem LK-99 có phải là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng hay không.
Với những lời giải thích chắc chắn khác về sự giảm điện trở suất và khả năng "bán" bay lên, LK-99 không phải là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng dường như đang dần trở thành quan điểm được nhiều nhóm khoa học xác nhận.
Nhưng bản chất thực sự của LK-99 vẫn chưa được các nhà khoa học xác nhận. Vì rất khó để tách và tinh chế LK-99, đồng thời các mẫu được tổng hợp mỗi lần khá khác nhau, ban đầu các nhà khoa học đã cố gắng dự đoán cấu trúc của LK-99 bằng phương pháp gọi là lý thuyết chức năng mật độ (DFT).
Được hướng dẫn bởi lý thuyết DFT, cấu trúc dự đoán của LK-99 thể hiện các tính năng điện tử thú vị được gọi là "dải phẳng". "Dải phẳng" là vùng mà các electron di chuyển chậm và có thể tương quan chặt chẽ với nhau. Trong một số trường hợp, chữ ký điện tử của "dải băng phẳng" dẫn đến hiện tượng siêu dẫn. Nhưng đây chỉ là kết quả tính toán dựa trên các giả định cấu trúc chưa được chứng minh của LK-99. Để hiểu rõ hơn về vật liệu này, nhóm thử nghiệm từ Hoa Kỳ-Châu Âu đã thực hiện chụp ảnh nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (SXRD) đối với các mẫu của họ để tính toán cấu trúc của LK-99.
Nhóm nghiên cứu Hoa Kỳ và Châu Âu đã thực hiện các phép tính nghiêm ngặt giúp làm sáng tỏ điều gì đã xảy ra với các dải băng phẳng: Chúng không có lợi cho tính siêu dẫn. Thay vào đó, các dải phẳng trong LK-99 phát sinh từ các electron cục bộ mạnh, không thể "nhảy" khi cần thiết cho chất siêu dẫn.
Nhóm nghiên cứu đã loại trừ khả năng LK-99 là vật liệu siêu dẫn, cho rằng nhiều khả năng nó là một chất sắt từ. Cho đến nay, nhiều nghiên cứu đã phủ nhận khả năng LK-99 là chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, vẫn có một số người cho rằng LK-99 là chất ủng hộ tính siêu dẫn ở nhiệt độ phòng, họ cho rằng các nghiên cứu phủ nhận LK-99 đã không tổng hợp được LK-99 có độ tinh khiết đạt tiêu chuẩn, đó là lý do thất bại của các thí nghiệm trước đó.
Nhưng vào ngày 14 tháng 8, một nhóm riêng biệt tại Viện Nghiên cứu Chất rắn Max Planck ở Stuttgart, Đức, đã báo cáo sự tổng hợp của một tinh thể đơn tinh khiết LK-99.
Nhưng kết quả nghiên cứu cho thấy sau khi tách tạp chất, LK-99 không phải là chất siêu dẫn mà là chất cách điện với điện trở hàng triệu ôm. Điện trở của nó cao đến mức thậm chí không thể kiểm tra độ dẫn tiêu chuẩn.
Trong khi đó, LK-99 thuần túy hoàn toàn không thể hiện hiệu ứng bay lên, mặc dù nó thể hiện tính chất sắt từ và nghịch từ nhẹ. "Dựa trên những lý do trên, chúng tôi loại trừ sự tồn tại của tính siêu dẫn trong LK-99", nhóm nghiên cứu kết luận.
Điều này cũng xác nhận rằng tính siêu dẫn thể hiện trong LK-99 về cơ bản bắt nguồn từ tạp chất Cu2S, nhưng tạp chất này không tồn tại trong tinh thể nguyên chất của LK-99. Pascal Puphal, nhà khoa học tại Viện Vật lý Max Planck, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Sự kiện này giải thích tầm quan trọng của các tinh thể đơn lẻ, khi chúng ta có chúng, chúng ta có thể nghiên cứu rõ ràng các đặc tính bên trong của một hệ thống”.
Những tranh cãi và thử nghiệm về LK-99 đã mang lại nhiều kinh nghiệm cho các nhà nghiên cứu khoa học . Jain đã chỉ ra tầm quan trọng của dữ liệu trong các nghiên cứu trước đây.
Kết quả nghiên cứu của Đại học Bắc Kinh, cho thấy rằng sunfua dạng đồng là nguyên nhân gây ra hiện tượng nhảy điện trở, đây là chìa khóa để phủ nhận tính siêu dẫn LK-99 và kết quả đo của điện trở suất sunfua đồng được công bố vào đầu năm 1951.
Trong khi một số nhà phê bình coi LK-99 là một mô hình về khả năng tái tạo trong nghiên cứu khoa học, những người khác nói rằng đó là một ví dụ về giải pháp nhanh chóng bất thường cho một vấn đề cấp cao. Một nhà khoa học cho biết: "Loại này trước đây thường rất khó làm giả, bởi vì hầu hết các vật liệu tương tự rất khó tái tạo."
Ví dụ, sau khi chất siêu dẫn oxit đồng được phát hiện vào năm 1986, các nhà nghiên cứu bắt đầu khám phá các tính chất của vật liệu này. Bốn thập kỷ trôi qua nhanh chóng, và cơ chế siêu dẫn trong vật liệu này vẫn còn đang được tranh luận. Nhưng nghiên cứu về LK-99 đang diễn ra tốt đẹp chúng ta vẫn chưa thấy các nhà nghiên cứu từ Hàn Quốc công bố các kết quả phản biện khác.
Vn-Z.vn team tổng hợp tham khảo Nature
