LK-99 Supercondutor Talvez uma Descoberta, Talvez Não Tanto
Superconductor LK-99 A Discovery, Maybe Not So Much
Quando cientistas sul-coreanos anunciaram em julho um possível avanço em supercondutores, suas afirmações geraram tanto entusiasmo quanto ceticismo, à medida que pesquisadores ao redor do mundo corriam para replicar os experimentos.
Um supercondutor como esse, que funcionasse em temperatura ambiente e pressão atmosférica, é um dos grandes objetivos da ciência dos materiais, um desenvolvimento que os sonhadores sugerem que poderia maximizar a eficiência das nossas redes de energia e impulsionar a produção de energia de fusão, acelerar o progresso em supercomputadores quânticos ou ajudar a inaugurar uma era de transporte super rápido.
No entanto, por enquanto, a história do supercondutor LK-99 se desenrola nos laboratórios.
No dia 22 de julho, os físicos sul-coreanos enviaram dois artigos para o arXiv, um repositório de pesquisas pré-publicação – o tipo que ainda não foi revisado por pares e publicado em um periódico científico. É basicamente como enviar um rascunho inicial do seu trabalho. Os pesquisadores afirmaram ter produzido o primeiro supercondutor em temperatura ambiente com uma “estrutura de apatita de chumbo modificada” dopada com cobre, chamada de LK-99.
Uma das “provas” fornecidas pela equipe foi um vídeo mostrando o composto levitando sobre um ímã, uma característica-chave dos materiais supercondutores.
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As afirmações ousadas causaram um grande impacto entre os especialistas da área.
“Os produtos químicos são muito baratos e não são difíceis de produzir”, disse Xiaolin Wang, cientista de materiais da Universidade de Wollongong, na Austrália. “É por isso que é como uma bomba nuclear na comunidade.”
Mas o que aconteceu naquele laboratório na Coreia do Sul é apenas o primeiro passo para descobrir se os resultados têm implicações práticas reais para a tecnologia e seu papel em nossas vidas. Precisamos de mais dados e há motivos para cautela.
Como os supercondutores funcionam
Um supercondutor em temperatura ambiente legítimo seria um grande avanço, digno de celebração. Os materiais modernos que usamos para conduzir eletricidade, como os fios de cobre que fornecem energia para sua casa, são ineficientes. À medida que os elétrons percorrem o fio, eles colidem com os átomos do material, criando calor e causando perda de energia. Isso é conhecido como resistência elétrica e resulta em até 10% da eletricidade sendo desperdiçada enquanto percorre as linhas de transmissão até as casas. Também ocorre perda de energia em nossos dispositivos eletrônicos.
No entanto, se os fios e linhas de transmissão fossem feitos de um material supercondutor, seria possível praticamente eliminar essas perdas. Os elétrons formam pares à medida que percorrem o material e não colidem tanto com os átomos, permitindo que fluam livremente.
Materiais supercondutores já existem e são usados em várias aplicações, como máquinas de ressonância magnética, ao redor do mundo. No entanto, eles exigem temperaturas extremamente baixas (próximas do zero absoluto, a cerca de -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 do sistema magnético supercondutor assumir o controle. Ele deverá ser capaz de atingir velocidades de 311 mph.
O processo requer uma liga de nióbio-titânio supercondutora, que é resfriada a -452 graus Fahrenheit com hélio líquido.
Um supercondutor em temperatura ambiente como o LK-99 tornaria esse empreendimento muito mais barato e evitaria a necessidade de acumular hélio. (Apesar de algumas preocupações na mídia nos últimos anos, não estamos ficando sem hélio tão cedo, mas ele é produzido apenas em alguns países, então problemas de fornecimento podem causar aumentos massivos nos preços.)
Ceticismo sobre os resultados do LK-99
Wang e outros especialistas em supercondutividade têm sido céticos em relação ao experimento original do LK-99, apontando inconsistências nos dados. Ele observa que os resultados não devem ser exagerados “até que dados experimentais mais convincentes sejam fornecidos”. No último fim de semana, sua equipe na Universidade de Wollongong começou a tentar replicar os resultados, mas está tendo dificuldades com a fabricação de amostras.
Em uma entrevista à revista Science, Michael Norman, físico do Laboratório Nacional Argonne, foi direto. Ele disse que a equipe sul-coreana “parece ser de verdadeiros amadores”.
No X, o site anteriormente conhecido como Twitter, o LK-99 tem sido um dos assuntos mais comentados há dias. Ele oficialmente entrou no Território dos Memes – todo mundo está falando sobre “rochas flutuantes” – e gerou algumas alegações absurdas, com muitos notando a abundância de contas que rapidamente mudaram de promover investimentos em IA para apoiar repentinamente ações em supercondutores. Por exemplo, as ações da American Superconductor Corporation dobraram desde 27 de julho.
Mesmo o CEO da OpenAI, fabricante do ChatGPT, Sam Altman, deu sua opinião, brincando: “adoro esses e-mails de recrutadores pedindo mais de 2 anos de experiência com lk-99.”
O ceticismo em relação ao LK-99 é justificado. Muitas equipes afirmaram ter descoberto supercondutores em temperatura ambiente ao longo dos anos. A maioria dessas afirmações não resistiu à 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 renomada revista Nature. O artigo foi retratado em setembro de 2022 após questionamentos sobre a forma 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 a seguir para o 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 em X e se envolver no momento. No futuro próximo, talvez também não muito.
Ainda estamos nos primeiros dias de replicação dos experimentos com o LK-99, mas as coisas não parecem boas. Dois estudos de dois grupos de pesquisa diferentes, publicados no arXiv na segunda-feira, não conseguiram replicar a pesquisa sul-coreana. Alguns dos comportamentos de supercondutividade do material foram observados em amostras muito pequenas por pesquisadores chineses, observou Wang.
A ciência é geralmente um processo lento. Confirmar o trabalho da equipe sul-coreana previa-se que levaria uma semana, mas, com a empolgação já em alta, estudos teóricos correram para tentar explicar as características do LK-99.
Sinéad Griffin, uma física do Lawrence Berkeley National Laboratory, fez uma análise das habilidades do LK-99 utilizando simulações em supercomputador. (A postagem de Griffin no X foi acompanhada de um meme de Barack Obama soltando o microfone.) Este estudo também foi publicado no arXiv como um pré-print.
Os físicos que comentaram o trabalho de Griffin foram céticos em relação à referência do microfone e não ficaram convencidos de que ela proporcionava alguma prova sólida de supercondutividade. Griffin ela mesma esclareceu seus resultados em um tópico do X na quarta-feira, afirmando que isso não provava nem dava evidências de supercondutividade no material, mas mostrava propriedades estruturais e eletrônicas interessantes que têm características em comum com supercondutores de alta temperatura (ou seja, muito acima de -452 Fahrenheit, mas muito, muito abaixo da temperatura ambiente).
Mesmo que o LK-99 se prove um material supercondutor confiável, traduzir a ciência para a tecnologia pode ser um processo ainda mais lento. Produzir o material de forma confiável pode levar muitos anos, e o trabalho teórico de Griffin também mostra que pode ser difícil sintetizar o material.
O LK-99 não parece ser o Santo Graal, mas pode ser um material interessante por si só, abrindo possibilidades para a busca de supercondutores em temperatura ambiente de maneiras novas e inesperadas. Se ele levar a um supercondutor em temperatura ambiente, então as possibilidades realmente se abrem.
Giuseppe Tettamanzi, professor sênior na escola de engenharia química da Universidade de Adelaide, observa que os cientistas vêm pensando em substituir os cabos de cobre da rede elétrica por cabos supercondutores há muito tempo – uma mudança 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 é uma mudança agradável no X, pelo menos para mim. Mas a ciência, em ação, leva tempo e não deve tirar conclusões precipitadas sobre as ramificações mundiais de um material supercondutor em potencial. Então agora esperamos que os replicadores comecem a trabalhar.
