Off Topic Forscher wollen Supraleiter bei Raumtemperatur entdeckt haben

LK-99 ist höchstwahrscheinlich doch kein Supraleiter​

18.08.2023 13:22 Uhr Dr. Wolfgang Stieler

Doch kein Durchbruch? Symbolbild LK-99.
(Bild: Rokas Tenys / Shutterstock)

Nach wochenlanger Aufregung häufen sich Indizien, die dagegen sprechen, dass ein Zimmertemperatur-Supraleiter gefunden wurde.

Es sieht nicht gut aus für LK-99. Eine Analyse in Nature [1] kommt zu dem Schluss: "Die Forscher scheinen das Rätsel um LK-99 gelöst zu haben. Wissenschaftliche Detektivarbeit hat den Beweis erbracht, dass das Material kein Supraleiter ist, und seine tatsächlichen Eigenschaften geklärt (sind)."

Die Nachrichtenagentur Bloomberg meldet unterdessen [2], dass die Korea University [3] wegen einer Beschwerde eine interne Untersuchung eingeleitet habe. Demnach habe Young-Wan Kwon, das ursprüngliche Paper [4] über die supraleitenden Eigenschaften von LK-99 ohne Wissen und Zustimmung seiner Co-Autoren Sukbae Lee und Ji-Hoon Kim auf der Preprint-Plattform Arxive veröffentlicht. Mit einem Ergebnis wird laut dem Bericht in frühestens sechs Monaten gerechnet.

Für Verwirrung und viele Diskussionen in der wissenschaftlichen Community hatte zudem der Umstand gesorgt, dass nur wenige Stunden nach der ersten Veröffentlichung ein zweites Paper zu LK-99 online ging [5], an dem Kwon nicht beteiligt war, dafür aber vier weitere Autoren. Laut Bloomberg habe einer dieser Autoren, Kim Hyun Tak, erklärt, dass die Wissenschaftler sich beeilt hätten, ihr Paper hochzuladen, nachdem sie erfahren hatten, dass Kwon eine Version ohne die Zustimmung der Mitautoren freigegeben hatte.

Die Veröffentlichung hatte im Wesentlichen aus vier Gründen für heftige Diskussionen gesorgt:

• Bislang sind keine Supraleiter bei Raumtemperatur bekannt.
• Supraleitung bei Raumtemperatur widerspricht keinen physikalischen Gesetzen, ist also grundsätzlich möglich. Es gibt aber keine allgemein akzeptierte Theorie, die erklärt, wie Raumtemperatur-Supraleiter beschaffen sein müssen. (Mehr Details dazu hier. [6])
• Auf den ersten Blick scheint die Herstellung von LK-99 nicht besonders schwierig zu sein. In beiden Papern fehlen aber – unterschiedliche – Details für die Herstellung.
• Es ist messtechnisch nicht trivial, Supraleitung nachzuweisen.

Das südkoreanische Team stützte seine Behauptung auf zwei Eigenschaften von LK-99: Es zeigte ein Video, in dem eine Probe LK-99 über einem Permanentmagneten zu schweben scheint [7] und Messergebnisse, die einen abrupten Abfall des spezifischen Widerstandes zeigen.

Für beide Effekte gibt es jedoch alternative Erklärungen. Denn die schwebende Probe scheint in dem Video an einem Ende quasi an dem Magneten zu kleben. Solch ein Verhalten lässt sich mit einem Ferromagneten mit einer inhomogenen Massenverteilung nachbauen (Ferromagneten mit gleicher Polung stoßen sich gegenseitig ab), wie dieses Video [8] zeigt.

Und der Temperaturverlauf des spezifischen Widerstandes könnte auf Verunreinigungen mit Kupfersulfid zurückzuführen sein, das bei 104 Grad einen Phasenübergang erfährt – wobei sich auch der Widerstand sprunghaft ändert.

Von Anfang an gab es ohnehin Diskussionen darüber, ob die Befunde der Koreaner – wenn sie denn real sein sollten – auf das Material selbst, oder auf Verunreinigungen zurückgehen. Zumindest diese Frage scheint laut der Nature-Analyse weitgehend geklärt zu sein. LK-99 ist eine Verbindung aus Kupfer, Blei, Phosphor und Sauerstoff. Forschenden am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung [9] in Stuttgart ist es gelungen, LK-99-Kristalle ohne Verunreinigungen zu synthetisieren [10]. Die Kristalle erwiesen sich als ausgeprägte Isolatoren.

"Die einzige weitere Bestätigung wäre, wenn das koreanische Team seine Proben zur Verfügung stellen würde", zitiert Nature Michael Fuhrer, Physiker an der Monash University in Melbourne, Australien. "Die Last liegt bei ihnen, alle anderen zu überzeugen".
(bsc [12])

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