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LK-99

O LK-99 é um composto Cristalito com uma estrutura hexagonal ligeiramente modificada a partir de chumbo‒apatita, pela introdução de pequenas quantidades de cobre. O material foi descoberto e fabricado pela primeira vez por uma equipe de pesquisadores, incluindo Sukbae Lee (이석배) e Ji-Hoon Kim (김지훈) da Universidade da Coreia.[1] A equipe afirma que funciona como um supercondutor à pressão ambiente e abaixo de 400 K (127 °C).[1][2]

Em 2023, um pre-print de um artigo científico causou comoção na internet ao afirmar que o LK-99 possuía Supercondutividade.[3] Os estudos iniciais anunciando a descoberta foram carregados no repositório de acesso aberto de preprints eletrônicos arXiv. Lee afirmou que os documentos de pré-impressão carregados estavam incompletos,[4] enquanto o coautor Hyun-Tak Kim (김현탁) afirmou que um dos papéis continha defeitos.[5] Porém, estudos seguintes e Revisões por pares confirmaram que o material não tem supercondutividade, com os fenômenos do material sendo atribuídos a suas propriedades Diamagnéticas.[6][7]

Propriedades químicas e estrutura

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A composição química do LK-99 é aproximadamente Pb9Cu(PO4)6 O tal que—em comparação com a apatita de chumbo pura (Pb10(PO4 )6O)[8] —aproximadamente um quarto dos íons Pb(II) na posição 2 da estrutura da apatita são substituídos por íons Cu(II).[9]:9

A estrutura é semelhante à da apatita, grupo espacial P63/m (nº 176).

Síntese

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Lee et al. fornece um método para a síntese química do material LK-99[8] produzindo lanarquita a partir de uma mistura molar de 1:1 de óxido de chumbo(II) (PbO) e sulfato de chumbo(II) (Pb(SO4)), em seguida aquecendo-o a 725 °C (998 K) por 24 horas:

PbO + Pb(SO4) → Pb2(SO4)O

Além disso, fosfeto de cobre(I) (Cu3P) foi produzido pela mistura de pós de cobre (Cu) e fósforo (P) em uma proporção molar de 3:1 em um tubo selado sob vácuo e aquecido a 550 °C (823 K) por 48 horas: [8]

Cu + P → Cu3P

Lanarkita e cristais de fosfeto de cobre foram moídos em pó, colocados em um tubo selado sob vácuo e aquecidos a 925 °C (1 200 K) por entre 5‒20 horas: [8]

Pb2(SO4)O + Cu3P + O2 (g) → Pb10-xCux(PO4)6O + S (g), onde (0,9 < x < 1,1)

Propriedades físicas

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(a)Medições de suscetibilidade diamagnética de LK-99, (b) amostra de LK-99 levitando parcialmente sobre um ímã grande.

O material é considerado um supercondutor à temperatura ambiente.[1] Um artigo mostra o material exibindo fortes propriedades diamagnéticas, com um vídeo publicado mostrando uma amostra do material parcialmente levitando em cima de um grande ímã.[8]

Nome do composto

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O nome LK-99 vem das iniciais dos descobridores Sukbae Lee e Ji-Hoon Kim, e o ano da descoberta (1999).[10] A dupla trabalhava originalmente com Tong-Shik Choi (최동식) na Universidade da Coreia na década de 1990.[11]

Em 2008, pesquisadores da Universidade da Coreia fundaram o Centro de Pesquisa de Energia Quântica (퀀텀 에너지연구소; também conhecido como Q-Centre).[12] Lee mais tarde se tornaria CEO da Q-Centre e Kim se tornaria diretor de pesquisa e desenvolvimento (P&D) da Q-Centre.

Histórico de publicação

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Lee afirmou que em 2020 um artigo inicial foi submetido à Nature, mas foi rejeitado.[11] Pesquisas apresentadas de forma semelhante sobre supercondutores de temperatura ambiente (mas um sistema químico totalmente diferente) por Ranga P. Dias foram publicadas na Nature no início daquele ano e recebidas com ceticismo—o artigo de Dias seria posteriormente retirado em 2022 depois que seus dados foram questionados como tendo sido falsificados.[13]

Em 2020, Lee e Ji-Hoon Kim entraram com um pedido de patente.[14] Um segundo pedido de patente (listando adicionalmente Young-Wan Kwon) foi iniciado em 2021, que foi publicado em 3 de março de 2023.[15] Uma patente da WIPO também foi publicada em 2 de março de 2023.[16] Em 4 de abril de 2023, um pedido de marca registrada coreana para "LK-99" foi apresentado pelo Q-Center.[17]

A comunidade científica imediatamente mostrou ceticismo aos resultados apresentados pelo preprint publicado por Young-Wan Kwon, um dos autores. Entre os problemas apontados no artigo estão problemas nas medições e erros nos datasets.[3]

Viralização

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As afirmações feitas por dois artigos dos criadores do LK-99 começaram a viralizar apenas duas horas depois da publicação.[3] Um vídeo postado por uma dupla de estudantes da Universidade de Huazhong de Ciência e Tecnologia, em Wuhan, levitando uma amostra de LK-99 se tornou o vídeo mais visto na rede social chinesa Bilibili[en][18]Da mesma forma, vários vídeos, a maioria falsos, de LK-99 levitando viralizaram nas mídias sociais. [19]

A viralização do LK-99 também causou o aumento as ações de tecnologia Sul-Coreanas e Chinesas. Apostas especulativas subiram ao ponto que a Korea Exchange teve que se pronunciar contra a prática. [20][21]

Tentativas de Replicação e Refutação

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As primeiras tentativas de reprodução começaram ainda em Julho de 2023.[3] Das dezenas de laboratórios que tentaram replicar os resultados apresentados, apenas a Universidade do Sudoeste, em Nanquim, apresentou resultados positivos, mas especialistas viram problemas no seu estudo.[22][23]

Todos os estudos experimentais foram negativos total ou parcialmente. Entre os institutos de pesquisa que realizaram estudos estão o Instituto Max Planck[24], a Universidade de Manchester[25], Argonne National Laboratory[26] e Universidade de Pequim.[27]

Referências

  1. ↑ a b c Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kwon, Young-Wan (22 July 2023). "The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor". arXiv:2307.12008.
  2. ↑ Lee, Sukbae; Kim, Jihoon; Im, Sungyeon; An, SooMin; Kwon, Young-Wan; Auh, Keun Ho (30 de abril de 2023). «Consideration for the development of room-temperature ambient-pressure superconductor (LK-99)». Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology (2): 61–70. doi:10.6111/JKCGCT.2023.33.2.061. Consultado em 1 de agosto de 2023 
  3. ↑ a b c d Garisto, Daniel. «Viral New Superconductivity Claims Leave Many Scientists Skeptical». Scientific American (em inglês). Consultado em 15 de novembro de 2024 
  4. ↑ 조승한 (28 de julho de 2023). «'상온 초전도체 구현' 한국 연구에 국내외 논란…"검증 거쳐야" [Controvérsia tanto doméstica tanto externasobre o desenvolvimento coreano the supercondutores à luz ambiente … "Ainda tem que ser confirmado"]». 연합뉴스 (em coreano). Consultado em 1 de agosto de 2023 
  5. ↑ «2514.2 AMU /(sin(60°)*9.843*9.843*7.428 Å^3) - Wolfram|Alpha». www.wolframalpha.com (em inglês). Consultado em 1 de agosto de 2023 
  6. ↑ Nannan, Zhang (23 de novembro de 2023). «Myth of room temperature superconductivity in LK-99 is shattered». Phys Org. Consultado em 15 de novembro de 2024 
  7. ↑ Garisto, Dan (16 de agosto de 2023). «LK-99 isn't a superconductor — how science sleuths solved the mystery». Nature (em inglês) (7975): 705–706. doi:10.1038/d41586-023-02585-7. Consultado em 15 de novembro de 2024 
  8. ↑ a b c d e Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kim, Hyun-Tak; Im, Sungyeon; An, SooMin; Auh, Keun Ho (22 July 2023). "Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism". arXiv:2307.12037.
  9. ↑ Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kwon, Young-Wan (22 de julho de 2023). «The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor». arXiv:2307.12008  
  10. ↑ Chang, Kenneth (3 de agosto de 2023). «LK-99 Is the Superconductor of the Summer» . The New York Times. Consultado em 3 de agosto de 2023. Cópia arquivada em 3 de agosto de 2023 
  11. ↑ a b 이병철; 최정석 (27 de julho de 2023). ‘노벨상감’ 상온 초전도체 세계 최초 개발했다는 한국 연구...과학계 ‘회의론’ 넘을까 [Korean study into world's first room-temperature superconductor … can it overcome scientific 'skepticism' … to win Nobel prize]. Chosun Biz (em coreano). Consultado em 27 de julho de 2023. Cópia arquivada em 27 de julho de 2023. 연구를 주도한 이석배 퀀텀에너지연구소 대표는 27일 오전 조선비즈와 만나 “2020년에 처음 연구 결과를 네이처에 제출했지만 다이어스 교수 사태 때문에 네이처가 논문 게재를 부담스러워했고, 다른 전문 학술지에 먼저 게재할 것을 요구했다”며 “국내 학술지에 먼저 올려서 국내 전문가의 검증을 받고 사전공개 사이트인 아카이브에 올린 것”이라고 말했다. 이 대표는 지난 23일 국제 학술지인 ‘ALP 머터리얼즈’에도 논문을 제출했다고 덧붙였다. 세계적인 물리학 저널에 인정을 받겠다는 설명이다. … “지금은 작고한 최동식 고려대 화학과 교수와 함께 1990년대 중반부터 상온 초전도체 구현을 위해 20년에 걸쳐 연구와 실험을 진행했다”고 말했다. 이 대표는 상압상온 초전도체에 대한 특허도 출원했다고 밝혔다. 
  12. ↑ 조승한 (28 de julho de 2023). 강의영, ed. '상온 초전도체 구현' 한국 연구에 국내외 논란…"검증 거쳐야" [Controversy both domestic and abroad regarding Korean development of room temperature superconductor … "It has to be verified"] (em coreano). Yonhap News Agency. Consultado em 28 de julho de 2023. Cópia arquivada em 28 de julho de 2023. … 논문이 아니며 공개도 의도한 바가 아니라고 선을 그었다. … 이 대표는 이날 연합뉴스와 통화에서 "다른 저자들의 허락 없이 권 연구교수가 임의로 아카이브에 게재한 것"이라며 "아카이브에 내려달라는 요청을 해둔 상황" 이라고 주장했다. … 이 대표는 권 연구교수가 퀀텀에너지연구소 최고기술책임자(CTO)로 있었지만 4개월 전 이사직을 내려놓고 현재는 회사와 관련이 없다고도 밝혔다. … 고려대 관계자에 따르면 권 연구교수는 현재 학교와도 연락이 닿지 않는 상황으로 알려졌다. 
  13. ↑ Garisto, Dan (25 de julho de 2023). «'A very disturbing picture': another retraction imminent for controversial physicist». Nature (em inglês). doi:10.1038/d41586-023-02401-2. Consultado em 28 de julho de 2023. Cópia arquivada em 27 de julho de 2023 
  14. ↑ KR pedido 20210062550A, 이석배 & 김지훈, "Method of manufacturing ceramic composite with low resistance including superconductors and the composite thereof", publicado em 2022-06-02 
  15. ↑ KR publicado 2023027536A1, 이석배; 김지훈 & 권영완, "Ceramic composite with superconductivities over room temperature at atmospheric condition and method of manufacturing the ceramic composite", publicado em 2023-03-02  Arquivado em 2023-07-26 no Wayback Machine
  16. ↑ «Room-temperature and atmospheric-pressure superconducting ceramic compound and preparation method therefor». 2 de março de 2023. Consultado em 5 de agosto de 2023. Cópia arquivada em 27 de julho de 2023 
  17. ↑ LK-99. Korea Intellectual Property Rights Information Service (Relatório). Korean Intellectual Property Office. 4 de abril de 2023. Consultado em 25 de julho de 2023. Cópia arquivada em 26 de julho de 2023. LK-99; … Applicant: Quantum Energy Research Centre (Q-Centre); … Status: Awaiting Examination 
  18. ↑ «Could Chinese team's viral LK-99 video offer clue to superconductor holy grail?». South China Morning Post (em inglês). 2 de agosto de 2023. Consultado em 15 de novembro de 2024 
  19. ↑ published, Francisco Pires (7 de agosto de 2023). «Beijing Superconductor Levitation Video Author Admits Fraud, Takes it Down». Tom's Hardware (em inglês). Consultado em 15 de novembro de 2024 
  20. ↑ Nellis, Stephen (3 de agosto de 2023). «Superconductor claims spark investor frenzy, but scientists are skeptical». Reuters. Consultado em 15 de novembro de 2024. Cópia arquivada em 4 de agosto de 2023 
  21. ↑ «S Korea experts to test superconductor breakthrough claim - Taipei Times». www.taipeitimes.com. 4 de agosto de 2023. Consultado em 15 de novembro de 2024 
  22. ↑ Garisto, Dan (4 de agosto de 2023). «Claimed superconductor LK-99 is an online sensation — but replication efforts fall short». Nature (em inglês) (7973): 253–253. doi:10.1038/d41586-023-02481-0. Consultado em 15 de novembro de 2024 
  23. ↑ https://x.com/condensed_the/status/168689526632917
  24. ↑ Puphal, P.; Akbar, M. Y. P.; Hepting, M.; Goering, E.; Isobe, M.; Nugroho, A. A.; Keimer, B. (1 de outubro de 2023). «Single crystal synthesis, structure, and magnetism of Pb$_{10-x}$Cu$_x$(PO$_4$)$_6$O». APL Materials (10). 101128 páginas. ISSN 2166-532X. doi:10.1063/5.0172755. Consultado em 15 de novembro de 2024 
  25. ↑ Puphal, Pascal; Pandu Akbar, Mochammad Yan; Hepting, Matthias; Goering, Eberhard; Isobe, Masaharu; Nugroho, Agustinus Agung; Keimer, Bernhard (24 de setembro de 2023). «Single crystal synthesis, structure, and magnetism of Pb10−xCux(PO4)6O». AIP Publishing. APL Materials. arXiv:2308.06256 . Consultado em 15 de novembro de 2024 
  26. ↑ Henshall, Will (3 de agosto de 2023). «Why Experts Are Skeptical About That Supposed Superconductor Breakthrough». TIME (em inglês). Consultado em 15 de novembro de 2024 
  27. ↑ Guo, Kaizhen; Li, Yuan; Jia, Shuang (outubro de 2023). «Ferromagnetic half levitation of LK-99-like synthetic samples». Science China Physics, Mechanics & Astronomy (10). 107411 páginas. ISSN 1674-7348. doi:10.1007/s11433-023-2201-9. Consultado em 15 de novembro de 2024 
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