LK-99 Supercondutor Da Esperança de Avanço à Realidade Mais Humilde
LK-99 From Hopeful Breakthrough to Humble Reality
Quando cientistas sul-coreanos relataram uma possível descoberta inovadora em supercondutores no final de julho, suas afirmações causaram ondas de entusiasmo e ceticismo, à medida que pesquisadores ao redor do mundo se apressaram para replicar os experimentos.
Um supercondutor desse tipo – transmitindo eletricidade sem perda de energia em temperatura ambiente e pressão atmosférica – é um objeto de desejo da ciência dos materiais. Sonhadores esperam por supercondutores em temperatura ambiente que possam maximizar a eficiência de nossas redes de energia e impulsionar a produção de energia de fusão; acelerar o progresso dos computadores quânticos; ou ajudar a inaugurar uma era de transporte super rápido.
Nas semanas desde o primeiro relatório, no entanto, a história do supercondutor LK-99 tem sido sobre o que está acontecendo nos laboratórios – o que rapidamente diminuiu a euforia. Os esforços de replicação e confirmação têm apoiado os céticos e fornecido mais clareza sobre o que é e o que não é o LK-99.
Em 22 de julho, os físicos da Coreia do Sul enviaram dois artigos para o arXiv, um repositório para pesquisas de pré-publicação – aquelas que ainda não foram revisadas por pares nem publicadas em periódicos científicos. É basicamente como enviar uma primeira versão do seu trabalho. Os pesquisadores afirmaram que produziram o primeiro supercondutor em temperatura ambiente com uma “estrutura de apatita de chumbo modificada” dopada com cobre e chamada de LK-99.
Parte da “prova” fornecida pela equipe foi um vídeo mostrando o composto levitando sobre um ímã, uma característica chave dos materiais supercondutores.
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As afirmações audaciosas causaram um grande impacto entre os especialistas no campo.
“Os produtos químicos são muito baratos e não são difíceis de fabricar”, disse Xiaolin Wang, cientista de materiais da Universidade de Wollongong, na Austrália. “É por isso que é como uma bomba nuclear para a comunidade.”
Mas o que aconteceu naquele laboratório sul-coreano foi apenas um primeiro passo para descobrir se os resultados poderiam ter de alguma forma implicações práticas para a tecnologia e seu papel em nossas vidas. Precisávamos de mais dados e, desde o início, havia razões para sermos cautelosos.
Como os supercondutores funcionam e onde encontrá-los
Um supercondutor em temperatura ambiente verdadeiro seria algo realmente importante e digno de comemoração. Os materiais modernos que usamos para conduzir eletricidade, como a fiação de cobre que fornece energia para sua casa, são ineficientes. À medida que os elétrons percorrem o fio, eles colidem com os átomos do material, gerando calor e perdendo energia. Isso é conhecido como resistência elétrica, o motivo pelo qual até 10% da eletricidade é perdida ao percorrer as linhas de transmissão até as residências. A perda de energia também ocorre em nossos dispositivos eletrônicos.
Mas se os fios e linhas de transmissão fossem feitos de um material supercondutor, seria possível praticamente eliminar essas perdas. Os elétrons formam pares enquanto viajam pelo material e não colidem tanto com os átomos, permitindo que fluam livremente.
Materiais supercondutores já existem e são utilizados em várias aplicações, como máquinas de ressonância magnética, em todo o mundo. No entanto, esses materiais requerem temperaturas extremamente baixas (próximas do zero absoluto, em torno de menos 459 graus Fahrenheit) ou pressões extremamente altas (mais de 100.000 vezes a pressão atmosférica).
Enquanto isso, um sistema de levitação magnética supercondutor está sendo construído pela Central Japan Railway para transportar passageiros entre Tóquio e Nagoya. O trem SCMaglev usa rodas de borracha para atingir velocidades de cerca de 93 milhas por hora antes que o sistema magnético supercondutor assuma. Ele deverá ser capaz de atingir velocidades de 311 mph.
O processo requer uma liga de nióbio-titânio supercondutora, que é resfriada a menos 452 graus Fahrenheit com hélio líquido.
Um supercondutor em temperatura ambiente como o LK-99 tornaria essa empreitada muito mais barata e significaria que não há necessidade de acumular hélio. (Ao contrário das preocupações expressas pela mídia nos últimos anos, não estamos ficando sem hélio tão cedo, mas ele é produzido em apenas alguns países, então problemas de fornecimento podem causar aumentos massivos de preço.)
Empolgação e ceticismo em relação ao LK-99
Desde o início, Wang e outros especialistas em supercondutividade ficaram céticos em relação ao experimento original do LK-99, apontando inconsistências nos dados. Ele afirmou que os resultados não deveriam ser exagerados “até que mais dados experimentais convincentes sejam fornecidos.” Sua equipe na Universidade de Wollongong começou a trabalhar na replicação dos resultados, mas teve dificuldades com a fabricação das amostras.
Em uma entrevista à revista Science publicada em 27 de julho, Michael Norman, físico do Laboratório Nacional de Argonne, foi direto. Ele disse que a equipe sul-coreana “parece ser realmente amadora.”
Até o início de agosto, as tentativas de seguir a receita e confirmar a supercondutividade do LK em sua maioria falharam. Monitorar a explosão de novos experimentos de supercondutividade de vários laboratórios e indivíduos se tornou uma espécie de indústria caseira.
No X, a rede social anteriormente conhecida como Twitter, o LK-99 foi tendência por dias. Ele oficialmente se tornou um território de memes – todo mundo está falando sobre “rochas flutuantes” – e gerou algumas reivindicações extravagantes, com muitos notando a abundância de contas que rapidamente mudaram de promover investimentos em IA para apoiar repentinamente ações em supercondutores. As ações da American Superconductor Corporation dobraram imediatamente após 27 de julho, mas rapidamente voltaram aos níveis anteriores.
Até mesmo o CEO da OpenAI, fabricante do ChatGPT, Sam Altman, brincou dizendo: “adoro esses e-mails de recrutadores pedindo mais de 2 anos de experiência com LK-99”.
O ceticismo em relação ao LK-99 é bem fundamentado. Ao longo dos anos, muitas equipes afirmaram ter descoberto supercondutores em temperatura ambiente. A maioria dessas afirmações não resistiu ao escrutínio científico.
Por exemplo, em 2020, uma equipe liderada por Ranga Dias, um físico da Universidade de Rochester em Nova York, publicou evidências de um supercondutor em temperatura ambiente na prestigiosa revista Nature. O artigo foi retratado em setembro de 2022 após questionamentos sobre a maneira como os dados do artigo foram processados e analisados. Os autores afirmam que os dados brutos fornecem um forte suporte para suas afirmações, mas a replicação de seu experimento não foi alcançada.
O que vem depois do LK-99
Então, o que o LK-99 significa para você? Neste momento, provavelmente não muito, a menos que você queira se aprofundar em um buraco de coelho da física no X e se envolver no momento. No futuro próximo, talvez também não muito.
A replicação dos experimentos do LK-99 em sua maioria se mostrou um fracasso. Dois estudos de dois grupos de pesquisa diferentes e publicados no arXiv em 31 de julho não conseguiram replicar a pesquisa sul-coreana. Algumas das características de supercondutividade do material foram observadas em amostras muito pequenas por pesquisadores chineses, observou Wang.
Com a empolgação atingindo o ápice naquele momento, estudos teóricos correram para tentar explicar as características do LK-99.
Sinéad Griffin, uma física do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, forneceu algumas análises das habilidades do LK-99 usando simulações de supercomputador. (A postagem de Griffin no X foi acompanhada por um meme de Barack Obama soltando o microfone.) Este estudo também foi publicado no arXiv como pré-impressão.
Os físicos que comentaram sobre o trabalho de Griffin foram céticos em relação à referência do microfone e não ficaram convencidos de que fornecia qualquer prova sólida para a supercondutividade. Griffin ela mesma esclareceu seus resultados em um tópico do X, dizendo que eles não provavam nem ofereciam evidências de supercondutividade no material, mas mostravam propriedades estruturais e eletrônicas interessantes que têm características em comum com supercondutores de alta temperatura (ou seja, muito acima de -452 graus Fahrenheit, mas muito, muito abaixo da temperatura ambiente).
Em meados de agosto, um artigo na revista Nature citou evidências crescentes de que o LK-99 não é um supercondutor, incluindo um experimento que reproduziu a levitação parcial usando um material que não é um supercondutor. Cita Inna Vishik, experimentalista de matéria condensada da Universidade da Califórnia, Davis: “Acho que as coisas estão bastante decididas neste ponto”.
Mesmo que o LK-99 em si não seja o Santo Graal, pode ser um material interessante por si só, abrindo possibilidades para buscar supercondutores em temperatura ambiente de novas e inesperadas maneiras. Se eventualmente levar a um supercondutor em temperatura ambiente, então as possibilidades podem realmente se abrir.
Giuseppe Tettamanzi, professor sênior na escola de engenharia química da Universidade de Adelaide, observa que há muito tempo os cientistas têm pensado em substituir os cabos de cobre da rede elétrica por cabos supercondutores – uma troca que poderia proporcionar enormes economias de energia. Ele também menciona os benefícios para computadores quânticos e transporte.
“O céu é o limite aqui”, disse ele.
Observar a ciência em ação é emocionante, e a paixão pelo LK-99 foi uma mudança agradável no feed do X, pelo menos para mim. Mas a ciência, em ação, leva tempo e não deve tirar conclusões precipitadas sobre ramificações que mudam o mundo. É por isso que o trabalho dos replicadores é tão importante.
