DIY-Wissenschaftler und -Institutionen wetteifern darum, den Raum nachzubilden

Überall auf der Welt wetteifern Top-Labore und Bürgerwissenschaftler darum, die Ergebnisse einer viralen Studie zu reproduzieren, die angeblich eine lange gesuchte Technologie erfunden hat, die unser tägliches Leben revolutionieren könnte: einen Supraleiter bei Raumtemperatur.

Supraleiter sind spezielle Materialien, die Strom ohne Widerstand durchlassen, eine Eigenschaft, die die Tür zu unzähligen technischen Fortschritten öffnete, von MRT-Geräten über Teilchenbeschleuniger bis hin zu Stromnetzen. Allerdings müssen diese Materialien typischerweise auf eisige Temperaturen abgekühlt oder starkem Druck ausgesetzt werden, um ihre Wirkung zu entfalten, eine Einschränkung, die ihre praktische Entwicklung behindert hat. Aus diesem Grund gilt die Erfindung eines Supraleiters, der bei Raumtemperatur und -druck funktioniert, in der Physik als heiliger Gral.

In einem am 22. Juli online veröffentlichten Vorabdruck, der nicht von Experten begutachtet wurde, behauptete ein Team koreanischer Forscher, dass ihnen dieser monumentale Durchbruch mit LK-99 gelungen sei, einem Material aus Blei und Apatit mit einer Kupferdrehung. Das Papier erregte online große Aufmerksamkeit, und viele kamen zu dem Schluss, dass die Menschheit einen neuen Wendepunkt erreicht hatte. Wie Motherboard letzte Woche berichtete, haben viele Experten auf diesem Gebiet Zweifel und Skepsis gegenüber den vorläufigen Ergebnissen geäußert und zur Vorsicht gemahnt, bis andere Teams die Entdeckung unabhängig bestätigen.

Die relativ einfachen Bausteine ​​von LK-99 – die Studie berichtet, dass die Autoren als Teil des Prozesses Mörser und Stößel verwendeten – haben Menschen dazu angespornt, zu Hause zu versuchen, die Ergebnisse zu duplizieren, selbst wenn Forscher an führenden Institutionen daran arbeiten, die Ergebnisse zu validieren wie der Huazhong University of Science and Technology (HUST) in China oder dem Argonne National Laboratory in den Vereinigten Staaten.

Der hektische Versuch, LK-99 zu reproduzieren, findet mittlerweile überall statt, von modernen Labors bis hin zu den Küchenarbeitsplatten von Heimwerkern, und löst überschwängliche Reaktionen auf Twitch, TikTok, Twitter und chinesischen Social-Media-Seiten wie Bilibili aus. Die Behauptungen wurden weder bestätigt noch widerlegt, und vorerst müssen wir das große wissenschaftliche Spektakel von LK-99 einfach überstehen, da Teilergebnisse in Form von Social-Media-Beiträgen und Videos bekannt werden.

„Ich finde es großartig, dass die Festkörperphysik die Fantasie der Öffentlichkeit geweckt hat, und ich denke, wir als Wissenschaftler können viel lernen, wie wir diese Ideen der Öffentlichkeit vermitteln können, um sie mehr für das zu interessieren, was daran so interessant ist!“ sagte Sinéad Griffin, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) und Experte für Supraleitung, gegenüber Motherboard in einer E-Mail.

„Dennoch halte ich es für wichtig, dass der Hype angemessen gemanagt wird und Übertreibungen oder Übertreibungen vermieden werden“, fügte sie hinzu.

Eine von einem YouTuber namens Eiri Sanada gehostete Liste dokumentiert eine Reihe bekannter Replikationsversuche. Berichten zufolge gibt es sieben angeschlossene institutionelle Labore in den USA, China, Frankreich und Indien. Es wird festgestellt, dass einige der Bemühungen nur durch in sozialen Medien verbreitete WeChat-Protokolle oder Twitter-Kommentare belegt werden.

Sanada sagte in einer E-Mail, dass der Tisch nicht ihre Idee gewesen sei. Es stammt ursprünglich von einem Benutzer namens Guderian2nd in einem Science-Fiction-Forum namens Spacebattles. „Ich kam ins Spiel (und warum sich die Leute auf meine Kopie konzentrieren), weil Twitter von Natur aus unter dem gleichen Problem leidet, dass es mit der Zeit schwieriger wird, ihm zu folgen – sogar noch mehr als ein Internetforum. Ich schreibe gern Spielanleitungen und benutzerfreundliche Einführungen in die Technik, deshalb habe ich einen persönlichen Artikel geschrieben und der Tabelle meine eigenen benutzerfreundlichen Notizen beigefügt. Die Tabelle entstand parallel zu meinem Artikel und ich vermute, dass ich zu einem Link zu Twitter-Nutzern wurde“, sagten sie.

„Kurz gesagt, ich erwarte, dass es noch schwieriger wird, den Überblick zu behalten“, fügten sie hinzu und betonten, dass die Liste nicht ihre einzige Forschungsanstrengung sei.

Das Nachrichtenteam von Science berichtete, dass Forscher aus Argonne daran arbeiten, das LK-99-Experiment zu wiederholen, das Labor hat jedoch kein offizielles Update veröffentlicht. Argonne antwortete auf die Bitte von Motherboard um einen Kommentar, gab jedoch nicht rechtzeitig zur Veröffentlichung eine Stellungnahme ab; Wir werden diesen Artikel aktualisieren, sobald wir etwas hören.

Ein von Forschern des National Physical Laboratory of India durchgeführter Replikationsversuch wurde auf einer persönlichen Facebook-Seite dokumentiert. Am Dienstag wurde ein Vorabdruck veröffentlicht, der die neuesten Schlussfolgerungen des Teams besser erläutert. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass „die aktuelle LK-99-Probe [...] derzeit nicht das Auftreten von Massensupraleitung bei Raumtemperatur bestätigt“, sondern dass weitere Tests im Gange sind.

Sinéad Griffin vom LNBL präsentierte auch theoretische Arbeiten, die darauf hindeuteten, dass LK-99 verlockende Eigenschaften aufweist, die in anderen Materialien zu finden sind, die bei höheren Temperaturen Supraleitung zeigen, die als Hoch-TC-Supraleiter bekannt sind, wie aus einem am Montag veröffentlichten Vorabdruck hervorgeht. Nachdem sie gesehen hatte, wie die Studie auf Twitter viral ging, begann sie, Simulationen der Eigenschaften von LK-99 durchzuführen, mit besonderem Schwerpunkt auf dem Einschluss von Kupfer in LK-99.

„Was für mich interessant war, ist, dass das Materialsystem Apatit nicht etwas ist, von dem man normalerweise erwarten würde, dass es über die Art von Physik verfügt, die Supraleitung mit hohem TC ermöglicht“, sagte Griffin in einer E-Mail zu Motherboard. „Das hat also ursprünglich mein Interesse geweckt. Ich beschloss, mit den Berechnungen zu beginnen, weil in der Arbeit eine Behauptung stand, von der ich wusste, dass ich sie mit den theoretischen Werkzeugen, die ich verwende, sofort testen konnte“ – insbesondere, wie die Einbeziehung von Kupfer einen Volumenkollaps im Material auslöste.

„Als ich die Berechnung durchführte und sah, wie das gleiche Volumen zusammenbrach, war ich sehr interessiert!“ Sie fuhr fort. „Ich habe mich genauer damit befasst und herausgefunden, dass es tatsächlich zu einer großen Neuanordnung der Atome kam, die diesem Volumenkollaps entsprach – viele Atome in der Elementarzelle bewegen sich also als Reaktion auf den Einschluss von Kupfer. Das kam mir etwas komisch vor!“

Griffin betonte, dass sie in LK-99 keine Beweise für Supraleitung gefunden habe. Ihre Studie ergab, dass das Material möglicherweise ähnliche Eigenschaften wie andere Hoch-TC-Supraleiter aufweist, obwohl die Simulationen auch darauf hindeuten, dass die Position von Kupfer (Cu) in LK-99 eine komplexe und übergroße Rolle bei seiner Leitfähigkeit spielen könnte.

„Ich war nur neugierig, was mit dem System passieren würde, wenn das Cu in die Struktur einbezogen würde, wie sie berichteten – und zu sehen, dass der Volumenkollaps und die strukturelle Neuordnung gut mit dem übereinstimmten, was sie berichtet hatten“, erklärte sie. „Ich habe jedoch auch festgestellt, dass, wenn das Cu an einer anderen Stelle in der Elementarzelle platziert wird, nicht die gleiche Art von Volumenkollaps oder strukturellen Veränderungen zu beobachten ist – die Position des Cu hat also etwas Besonderes.“

„Außerdem habe ich herausgefunden, dass das Cu sich offenbar lieber an der ‚uninteressanten‘ Stelle aufhält, was darauf hindeutet, dass es möglicherweise schwieriger ist, es mit den interessanten Eigenschaften herzustellen, die auf Supraleitung hinweisen“, fügte sie hinzu.

Über diese frühen Berichte hinaus ist wahrscheinlich auch eine Flut experimenteller Ergebnisse zu erwarten, die dazu beitragen könnten, zu bestätigen oder zu widerlegen, dass LK-99 ein Raumtemperatur-Supraleiter ist.

Ein am Dienstag auf der chinesischen Social-Media-Seite Bilibili veröffentlichtes Video, das über 4 Millionen Mal angesehen wurde und das Motherboard nicht überprüft hat, zeigt angeblich Arbeiten von HUST-Forschern, die die teilweise Levitation einer LK-99-Probe veranschaulichen. Die koreanischen Forscher, die hinter der ursprünglichen Virusstudie standen, veröffentlichten auch ein Video, das zeigt, wie ihre Probe teilweise schwebte. Experten sagten gegenüber Motherboard, dass es sich dabei nicht um einen eindeutigen Beweis für einen aktiven Meissner-Effekt handele.

Von den sieben bekannten offiziellen Versuchen, die LK-99-Studie zu reproduzieren, werden alle entweder als Fehlschläge, Teilerfolge mit weiteren Analysen in Vorbereitung oder völlige Fragezeichen aufgeführt.

„Ich vermute, dass viele Universitätslabore diese Proben bereits hergestellt haben“, sagte Jennifer Fowlie, eine assoziierte Wissenschaftlerin am SLAC National Accelerator Laboratory, in einer E-Mail an Motherboard. „Sie veröffentlichen dies nicht in den sozialen Medien, weil dies weitgehend im Widerspruch zum wissenschaftlichen Prozess steht, der naturgemäß mehr Sorgfalt, mehr Gegenprüfungen und damit mehr Zeit erfordert. Aber wir werden sicher bald von ihnen hören, da bin ich mir sicher. Selbst wenn zuerst ein informelles Labor Ergebnisse vorlegen würde, hätten diese keine Glaubwürdigkeit, daher macht es kaum einen Unterschied.“

In der Datenbank von Sanada sind außerdem sieben DIY-Versuche aufgeführt, die von Social-Media-Nutzern genau beobachtet werden.

Eine Initiative wird von Andrew McCalip geleitet, einem Ingenieur beim Weltraumforschungsunternehmen Varda Space Industries. McCalip dokumentiert seine Bemühungen, die Ergebnisse zu reproduzieren, mit Twitch-Livestreams und häufigen Updates auf Twitter. Zu den Herausforderungen gehörten die Beschaffung der Rohelemente für die Synthese von LK-99 und sogar die Herstellung von Grundgeräten wie Quarzröhren. Sein jüngstes Update enthielt Bilder von dem, was McCalip sagte, Lanarkit, einer der Hauptbestandteile von LK-99. McCalip antwortete nicht auf eine per Twitter-DM gesendete Bitte um einen Kommentar.

Eine Twitter-Nutzerin namens Iris Alexandria, die sagt, sie sei Bodenkundlerin in Russland, berichtete in einem weitreichenden Thread über eine alternative Methode zur Synthese des Materials und zum Testen seiner Eigenschaften. Alexandria veröffentlichte nicht nur, dass sie LK-99 mithilfe einer Methode, die einen Blumentopf beinhaltete, erfolgreich synthetisierte, sondern veröffentlichte auch Fotos, die die Probe offenbar in einem Glasrohr schwebend zeigten.

Als sie um einen Kommentar gebeten wurde, betonte Alexandria, dass ihre Arbeit noch nicht getan sei. „Es ist ein Freizeitprojekt und ich bin mitten in der Arbeitswoche“, sagten sie. „Auch bisher ist noch nichts veröffentlicht.“ Sie reagierten nicht sofort auf ein Follow-up.

Im neuesten Update unabhängiger Tester, um Social-Media-Nutzer zu begeistern, veröffentlichte ein Benutzer der chinesischen Forum-Website Zhihu, der sagte, seine „Gruppe“ experimentiere mit LK-99, am Montag ein Video, das zeigt, was er als „Halbschwebebewegung“ der Probe bezeichnete .

Die Experimente, sowohl institutionelle als auch DIY-Experimente, haben viele Online-Konversationen ausgelöst – darunter eine Flut von Memes und Witzen über improvisierte Heimlabore.

„In der Science-Fiction gibt es eine Reihe ‚unmöglicher‘ Technologien, die eine fiktive Welt möglich machen“, sagte Sanada. „Schneller als Licht, menschenähnliche KI, Fusionsenergie und Raumtemperatur-Supraleiter. Ich denke, die Aufregung hier ist die gleiche wie die Reaktion auf ChatGPT und Stable Diffusion, mit denen ich ebenfalls experimentiert habe. Wenn ich es so mutig sagen darf: Es fühlt sich an, als stünden wir auf der Messerschneide des Punktes, an dem es kein Zurück mehr gibt – niemand kann ein weltveränderndes Ereignis wie eine Singularität wirklich von innen sehen, also sind wir vielleicht schon dabei gerade eins? Das sind die Gefühle, die ich habe.“

Dennoch sind Experten auf diesem Gebiet skeptisch, ob die Ergebnisse der Studie von Hobbyforschern bestätigt werden.

„Es besteht nahezu keine Chance, dass ein Laie diese Ergebnisse reproduzieren kann, und ein großer Teil des Grundes ist technischer Natur“, sagte Fowlie. „Es stimmt, dass die erforderliche Ausrüstung in einem Standard-Festkörperlabor vorhanden ist, sodass das Verfahren in diesem Sinne recht zugänglich ist. Aber es gibt Tausende von Universitätslaboren auf der Welt, die diese Proben herstellen können. Hunderte von ihnen stellen bereits ähnliche Proben her und verfügen daher über das nötige Fachwissen.“

„Warum ist Fachwissen so wichtig? Denn die Synthese ist komplex, selbst wenn sie, wie in diesem Fall, nur eine einfache Ausrüstung nutzt und auf einem detaillierten veröffentlichten Verfahren basiert“, fuhr sie fort. „Normalerweise sind mehrere Phasen der Rückkopplung zwischen Synthese und Charakterisierung erforderlich.“

Aktualisieren:Dieser Artikel wurde mit einem Kommentar von Sinéad Griffin vom Lawrence Berkeley National Laboratory aktualisiert.

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