Probabilmente quel superconduttore rivoluzionario non è nemmeno un superconduttore
Fisici di diverse parti del mondo hanno smentito la presunta scoperta annunciata a fine luglio da un gruppo sudcoreano
Nelle ultime settimane fisici di diverse parti del mondo hanno provato a verificare la presunta scoperta di un materiale apparentemente dotato di superconduttività a temperatura e pressione ambiente che era stata annunciata da un gruppo di studiosi sudcoreani. Se confermata, la scoperta sarebbe stata rivoluzionaria perché avrebbe avuto enormi ripercussioni pratiche su tutto ciò che funziona grazie all’energia elettrica. Ma non è andata così: non solo il materiale LK-99 non è un superconduttore a temperatura e pressione ambiente, come sostenevano gli studiosi sudcoreani, ma non ha caratteristiche superconduttive nemmeno a temperature bassissime, cioè nelle condizioni in cui funzionano i materiali superconduttori attualmente noti.
La superconduttività è la qualità dei materiali in cui la corrente elettrica passa quasi senza incontrare resistenza. Infatti quando gli elettroni scorrono in un materiale conduttivo normale, come un filo di alluminio, incontrano un certa resistenza che riduce la corrente elettrica a parità di tensione applicata e provoca una dispersione sotto forma di calore. Se negli impianti e negli apparecchi elettrici potessimo usare dei superconduttori, basterebbe meno energia per farli funzionare. Il problema è che i superconduttori attualmente noti sono tali solo a temperature nell’ordine di -200 °C o ad altissime pressioni, o entrambe le cose, mentre non hanno la stessa proprietà in condizioni più normali e quindi possono essere usati in pochissimi contesti e con alti costi.
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La scoperta di superconduttori a temperatura e pressione ambiente sarebbe quindi dirompente e avrebbe enormi ripercussioni, e per questo ogni volta che un gruppo scientifico annuncia qualcosa del genere (era già successo più volte, ma finora non sono mai state vere scoperte) c’è grande interesse, non solo tra i fisici della materia, ma anche tra aziende e semplici appassionati del tema.
L’annuncio del gruppo sudcoreano aveva attirato grandi attenzioni ed entusiasmi, ma gli scienziati erano stati da subito scettici. Lo studio in merito non era stato sottoposto a una revisione di scienziati terzi (la peer review), e c’erano dubbi anche sulle competenze dei suoi autori. Parlando con Science Michael Norman, un fisico teorico dell’Argonne National Laboratory, uno dei più grandi laboratori di ricerca statali degli Stati Uniti, nato a partire dalle ricerche di Enrico Fermi, li ha definiti «veri dilettanti». «Non sanno molto della superconduttività e il modo in cui avevano presentato alcuni dei dati era sospetto», ha detto.
Quello che più conta comunque sono le verifiche di quanto affermato da Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim e dagli altri autori dello studio diffuso il 22 luglio. Gli studiosi sudcoreani avevano spiegato nel dettaglio le caratteristiche del materiale LK-99, che essendo fatto di elementi relativamente comuni come piombo, rame e fosforo è sia facile da produrre in laboratorio sia da studiare teoricamente.
Più di dieci gruppi di ricerca hanno analizzato la questione e condiviso i propri risultati su arXiv, la principale piattaforma utilizzata per la condivisione veloce di studi scientifici: anche in questo caso sono studi senza peer review (un processo per cui è necessario del tempo), ma il loro numero, l’attenzione che la questione ha generato nella comunità scientifica e il fatto che siano più o meno concordi hanno già praticamente azzerato le aspettative nei confronti dell’LK-99.
Per la maggior parte le analisi sul materiale sono teoriche, ma alcune sono state fatte riproducendo dei campioni di LK-99. Né un gruppo di ricerca del Laboratorio nazionale di fisica (CSIR–NPL) dell’India né tre scienziati del Centro internazionale per i materiali quantistici (ICQM), un istituto di ricerca che ha sede a Pechino, hanno trovato proprietà superconduttive nel materiale a temperatura ambiente. I due studi non giungono esattamente alle stesse conclusioni, ma attribuiscono un fenomeno che secondo Lee e Kim era legato alla superconduttività ad altre caratteristiche.
I sudcoreani infatti sostenevano che l’LK-99 respingesse i campi magnetici, una caratteristica che i superconduttori hanno per via dell’effetto Meissner e che è alla base delle tecnologie utilizzate da alcuni treni a levitazione magnetica, che viaggiano senza stare a contatto con i binari e quindi sperimentano attrito solo con l’aria. Questa proprietà però è ben più comune nei materiali diamagnetici, cioè quelli che hanno una magnetizzazione con verso opposto al campo: secondo il gruppo indiano l’LK-99 avrebbe appunto questa proprietà. Invece per il gruppo cinese il materiale sarebbe lievemente ferromagnetico, cioè può essere magnetizzato sotto l’azione di un campo magnetico.
Un altro gruppo cinese, dell’Università di Nanchino, ha fatto altre verifiche sperimentali e dice che l’LK-99 mostra qualità superconduttive ma solo a temperature molto basse, peraltro inferiori a quelle in cui si manifesta la superconduttività in altri materiali noti: non rappresenterebbe dunque un avanzamento tecnologico.
Considerando questi e altri studi il Condensed Matter Theory Center (CMTC) dell’Università del Maryland, un centro di ricerca di fisica della materia condensata, quella branca scientifica in cui ci si occupa anche di superconduttori, ha concluso che l’LK-99 non sia un superconduttore. Gli studi sul materiale sono ancora in corso, ma ormai sembra che si possa escludere che ci cambierà la vita.
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