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Por Justine Calma, reportera científica que cubre el medio ambiente, el clima y la energía con una década de experiencia. También es la presentadora del podcast Hell or High Water.

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Actualización 8 de agosto a las 9:56 a. m.:Esta publicación se actualizó con resultados recientes de los esfuerzos de los grupos de investigación para probar LK-99.

Si crees en las exageraciones, el LK-99 podría ser revolucionario. Se supone que es un superconductor perfecto que podría ayudar a que la fusión nuclear se haga realidad y hacer que los trenes levitantes sean una forma fácil de viajar. Al menos esa es la historia que circula en las redes sociales, pero no es lo que muchos expertos piensan del nuevo descubrimiento.

El frenesí ha cobrado fuerza en Twitter (que actualmente cambiará su nombre a X), Twitch y Reddit, donde LK-99 ha sido anunciado como el avance físico de su vida. Tanto los investigadores académicos como los entusiastas aficionados están compitiendo para ver si LK-99 es legítimo fabricándolo ellos mismos. De esa manera, podrán averiguar si LK-99 realmente tiene los superpoderes sobre los que escribieron los investigadores que lo descubrieron por primera vez en artículos controvertidos que publicaron en julio.

Esa es la historia que circula en las redes sociales, pero no es lo que muchos expertos piensan.

The Verge habló con un puñado de expertos en el campo para tratar de separar la ciencia del revuelo. Por mucho que les guste ver que este tipo de superconductor tenga éxito (uno que pueda conducir electricidad con resistencia cero a temperatura y presión ambiente), son escépticos. Sin duda, todavía estamos esperando respuestas más definitivas de todos los que intentan verificar las afirmaciones sobre LK-99. The Verge también quería saber, si LK-99 realmente hace lo que se supone que debe hacer, ¿qué viene después?

Retroceda, ¿qué es LK-99?

Puede parecerse a cualquier roca vieja de color gris oscuro, pero técnicamente, LK-99 es un material policristalino hecho de plomo, oxígeno y fósforo que ha sido "dopado" (o infundido) con cobre. Un grupo de investigadores desató un frenesí a finales de julio cuando publicaron una serie de artículos sobre el descubrimiento de LK-99 y lo llamaron "un evento histórico completamente nuevo que abre una nueva era para la humanidad".

Los artículos, con autores principales del Centro de Investigación de Energía Cuántica en Corea del Sur, afirman que LK-99 es el primer superconductor de presión ambiente a temperatura ambiente del mundo. En otras palabras, puede conducir electricidad sin ninguna resistencia en un entorno típico. Para ser Lord Sith sobre el tema, eliminar la resistencia lo es todo. Las redes eléctricas y la electrónica desperdician toneladas de electricidad hoy en día debido a la resistencia de materiales menos eficientes.

¿Por qué es potencialmente tan importante el LK-99?

Hoy en día existen otros superconductores. Se utilizan en máquinas de imágenes por resonancia magnética (MRI), computadoras cuánticas y dispositivos de fusión nuclear. Pero esos superconductores sólo funcionan a temperaturas muy bajas o presiones altas. Eso los hace demasiado difíciles y costosos de usar en la mayoría de las aplicaciones cotidianas.

“Un superconductor a temperatura ambiente tecnológicamente viable no es sólo territorio del Premio Nobel. Si lo has patentado, su valor es esencialmente incalculable”, afirma Chris Grovenor, profesor de materiales de la Universidad de Oxford y director del Centro de Superconductividad Aplicada. "Es transformador en muchas cosas".

“Un superconductor a temperatura ambiente tecnológicamente viable no es sólo territorio del Premio Nobel. Si lo ha patentado, su valor esencialmente es incalculable”.

¿Por qué la comunidad científica ha reaccionado con escepticismo?

Desde que se publicó esta publicación por primera vez, más grupos de investigación que estudian LK-99 han descubierto que no está a la altura de las expectativas. “NO es un superconductor”, tuiteó el Centro de Teoría de la Materia Condensada (CMTC) de la Universidad de Maryland el 7 de agosto. Citó resultados del Laboratorio Nacional de Física CSIR en India y del Centro Internacional de Materiales Cuánticos en China.

Para empezar, LK-99 saltó a la fama después de que se describiera en preimpresiones, artículos de investigación que no han sido sujetos a revisión por pares. El estándar de oro, más o menos, para nuevas investigaciones es publicarse en una revista acreditada y revisada por pares. A finales de julio se publicaron dos preprints en el servidor arXiv, y a principios de este año se publicó un estudio relacionado en el Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology.

Eso hace que los esfuerzos que estamos viendo ahora para intentar duplicar los hallazgos de esas preimpresiones sean cruciales. Pero ese no es el único tema que hace reflexionar a los expertos. Plantearon una serie de preocupaciones en entrevistas con The Verge.

Para empezar, había inconsistencias en los datos; las dos preimpresiones no están de acuerdo entre sí. Según se informa, también hay conflictos entre los autores (hay tres autores nombrados en un artículo y seis en el otro). La preimpresión con menos autores contiene “muchos defectos”, dijo a New Scientist un autor del otro artículo. El autor, el profesor de investigación de física de William & Mary, Hyun-Tak Kim, también dijo que la preimpresión se cargó en arXiv sin su permiso. Kim y otros autores correspondientes de los artículos no respondieron cuando The Verge se acercó a ellos.

Espera, hay más banderas rojas (o al menos amarillas)…

Grovenor señala que los investigadores no realizaron una prueba de anomalía térmica que sea estándar para los principales laboratorios que estudian este tipo de materiales. "Todos los superconductores que alguna vez se ha demostrado que son superconductores muestran esta anomalía de calor específica", dice. "Si no hay una anomalía térmica específica, no es un superconductor".

Las preimpresiones también son imprecisas en su definición de resistencia "cero", según Nadya Mason, física de materia condensada de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. Los superconductores deberían tener resistencia eléctrica cero, pero las preimpresiones muestran "cero" en una escala que hace difícil saber si LK-99 es realmente un superconductor perfecto o simplemente un muy buen conductor. "El metal es un muy, muy, muy, muy, muy, muy buen director de orquesta", dice Mason. Pero todavía no es perfecto. “Se pierde mucha energía con el calor. Por eso nuestros portátiles se calientan y se pierde tanta energía en la red eléctrica. Así que realmente importa si tienes un director de orquesta perfecto o uno realmente bueno”.

Los componentes básicos del LK-99 también llamaron la atención. A diferencia de muchos superconductores fabricados a partir de metal, este comienza como un mineral no conductor. "Cuando empiezas con una roca, lo más probable es que termines con una roca", dice Michael Norman, miembro distinguido y ex director de la división de ciencia de materiales del Laboratorio Nacional Argonne. Se supone que dopar el material con cobre es lo que lo transforma, pero no está claro adónde se supone que va el cobre y cómo logra transformar la roca en un superconductor.

"Este descubrimiento es completamente inesperado", dice David Larbalestier, científico jefe de materiales del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético y profesor de la Facultad de Ingeniería FAMU-FSU. "Francamente, no tengo idea de cuál era la idea detrás de dopar este [mineral] con cobre".

¿No hemos oído hablar de algún drama sobre un superconductor a temperatura ambiente antes de LK-99?

De hecho, ha habido mucho drama. En 2020, un equipo de investigadores de la Universidad de Rochester dijo que había encontrado un superconductor a temperatura ambiente hecho de hidrógeno, azufre y carbono. Pero la investigación, publicada en la prestigiosa revista Nature, fue posteriormente retractada después de que los editores señalaron problemas con la forma en que se procesaron los datos del estudio.

"Esto nos hace a la mayoría de nosotros ser muy, muy cautelosos ante las afirmaciones y los casos en los que las personas no pueden reproducir sus datos"

Los investigadores de Rochester lo intentaron de nuevo. En marzo, publicaron otro artículo sobre un superconductor a temperatura ambiente hecho de nitrógeno, hidrógeno y lutecio, un metal de tierras raras. Lo llamaron “materia roja” por un material ficticio de Star Trek que forma agujeros negros. Ese artículo todavía está bajo escrutinio, especialmente porque uno de los investigadores clave de Rochester enfrenta acusaciones separadas de plagio y fabricación de datos en su otro trabajo.

“Eso simplemente no es bueno para el campo. Y esto nos hace a la mayoría de nosotros ser muy, muy cautelosos ante las afirmaciones y los casos en los que las personas no pueden reproducir sus datos”. dice Mason. "La ciencia funciona mediante la reproducción y mediante nuestra capacidad de ser abiertos unos con otros y probar los resultados de los demás".

¿Qué tan exitosos han sido los esfuerzos para replicar LK-99 y demostrar si es superconductor?

No son sólo los grandes laboratorios de investigación los que están trabajando para ver si LK-99 puede estar a la altura de las expectativas. Dado que LK-99 está hecho de ingredientes relativamente simples y no requiere temperaturas o presiones extremas, otras personas con acceso a él y el equipo adecuado están probando suerte. Un ingeniero de una startup de investigación espacial ha estado transmitiendo en vivo sus esfuerzos en Twitch, informó Wired esta semana (estaba desconectado cuando The Verge intentó sintonizarlo).

Los expertos le dicen a The Verge que todavía es demasiado pronto para hacer una decisión final sobre LK-99. Sin embargo, algunos de los primeros resultados han capturado la imaginación de la gente en las redes sociales. Ha estado circulando en línea un video de una pieza de LK-99, realizada por un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, que parece levitar. Flotar cuando se coloca encima de un imán es un signo de diamagnetismo, cuando un material expulsa un campo magnético. Es una firma clásica de un superconductor, a través de un fenómeno llamado efecto Meissner, y los autores que escribieron por primera vez sobre LK-99 también incluyeron un video del mismo levitando parcialmente.

Lo que es importante tener en cuenta es que la levitación por sí sola no convierte a algo en un superconductor. Todavía tiene que mostrar resistencia eléctrica cero en pruebas rigurosas. Otras cosas levitan porque son diamagnéticas, como el grafito, por ejemplo, y el LK-99 podría resultar ser un nuevo tipo de material diamagnético.

Desde entonces, se han publicado otras preimpresiones en arXiv de grupos de investigación que dicen haber fabricado muestras de LK-99 y no han descubierto que sea un superconductor a temperatura ambiente. Grovenor señala uno del Laboratorio Nacional de Física CSIR de la India que, según él, es “de buena calidad y sensato”.

Después de que la científica de materiales de Lawrence Berkeley, Sinéad Griffin, publicara su propio análisis en Twitter con un GIF de Barack Obama dejando caer un micrófono, otras personas interpretaron los resultados como evidencia de que LK-99 realmente podría funcionar como un superconductor. Sólo que eso no era lo que Griffin intentaba decir con el periódico. "TLDR: Mi artículo *no* demostró ni dio evidencia de superconductividad", aclaró más tarde. Simplemente decía que el material era prometedor si el cobre se colocaba en un lugar específico mientras se dopaba LK-99, pero que en realidad no sucede nada especial si el cobre está en el lugar equivocado.

Otras instituciones de renombre aún tienen que compartir sus resultados, incluidos investigadores del Laboratorio Nacional Argonne y la Facultad de Ingeniería FAMU-FSU. “Dentro de una semana o dos, tendremos 20, 30, 40, 50 o 100 laboratorios que habrán realizado varias síntesis. Así que todo quedará claro muy rápidamente”, afirma Larbalestier.

¿Qué pasa si LK-99 realmente resulta ser un superconductor a temperatura ambiente? ¿Eso va a cambiar nuestras vidas de inmediato?

Digamos que, en una semana o dos, alguien logra preparar un lote de LK-99 que pasa todas las pruebas de superconductividad. ¿Entonces que? Bueno, eso todavía no es garantía de que el LK-99 revolucionará totalmente todo lo eléctrico.

“Si no se puede fabricar, es una curiosidad de laboratorio (una que ganará un Premio Nobel), pero sigue siendo una curiosidad. Hay un largo camino desde un material que pueda entusiasmar a todo el mundo como experimento de física hasta algo que un ingeniero dirá: 'Sí, voy a comprarlo y lo pondré en mi máquina'”, dice Grovenor.

"Hay miles de superconductores conocidos... Usamos cuatro porque son los que pueden diseñarse, producirse en masa, a un costo que permite su aplicación en sistemas reales por los que la gente pagará", dice Grovenor.

"Puede que sea simplemente mágico"

Podría resultar difícil trabajar con LK-99, ya que es un mineral en lugar de un metal maleable que se puede enrollar como un alambre, por ejemplo. Un gran descubrimiento en la década de 1980 condujo a superconductores que podían funcionar a temperaturas más altas que antes, pero llevó más tiempo encontrar aplicaciones en el mundo real, en parte porque los materiales son cerámicos frágiles.

Entonces, ¿cuándo podremos ver superconductores a temperatura ambiente en el mundo real?

Ninguno de los expertos con los que habló The Verge pudo hacer una estimación de cuándo podríamos ver en acción revolucionarios superconductores a temperatura ambiente. "Puede que sea simplemente magia, un unicornio mágico y no exista", dice Grovenor. "No tenemos derecho a esperar que existan cosas mágicas ahí fuera".

Potencialmente todavía podríamos ver algunas de las cosas que se supone que marca el inicio de un superconductor a temperatura ambiente, incluso si nunca se descubre. Pensemos en redes eléctricas superconductoras perfectamente eficientes y en máquinas de imágenes médicas más potentes. Esos avances podrían depender de más mejoras incrementales para hacer que los materiales superconductores existentes sean más baratos de fabricar y más fáciles de implementar.

"Se pueden hacer grandes mejoras, pero no se trata de inventar un superconductor a temperatura ambiente", dice Grovenor. "Están utilizando los que tenemos de forma más eficaz".

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