- संशोधित lead apatite LK-99 crystals में कमरे के तापमान और सामान्य दबाव पर magnetic levitation वाला sample मिलने के follow-up प्रयोगों के नतीजों में बताया गया कि मौजूदा Sukbae Lee sample की तुलना में बड़ा levitation angle देखा गया
- synthesis solid-state method पर आधारित है, जिसमें Lanarkite और copper phosphide precursors से होकर, 10^-2 Pa conditions में Pb10-xCux(PO4)6O composition की target material बनाई गई
- magnetization-temperature measurements में bulk sample ने ZFC/FC में लगभग 326 K·299 K transitions दिखाए, जबकि magnet repulsion से चुने गए micron crystals ने लगभग 340 K transition दिखाया
- micron crystals ने strong magnet पास आने पर substrate के सापेक्ष vertical खड़े होने की levitation phenomenon दिखाई, और अलग attraction test में magnet की ओर आकर्षित न होने के कारण ferromagnetic effect को बाहर रखा गया बताया गया
- नतीजे यह संकेत देते हैं कि crystallinity और Cu doping महत्वपूर्ण हैं, लेकिन room-temperature electrical tests जैसे अतिरिक्त verification अभी बाकी हैं
LK-99 synthesis और verification लक्ष्य
- Sukbae Lee आदि ने दावा किया था कि संशोधित lead apatite crystal LK-99 कमरे के तापमान और सामान्य दबाव पर superconductivity दिखा सकता है, superconducting transition temperature Tc 400 K से अधिक है, और Meissner levitation phenomenon दिखाई देता है
- इस research team ने रिपोर्ट किया कि उन्होंने LK-99 crystals synthesize कर कमरे के तापमान पर magnetic levitation में सक्षम samples प्राप्त किए
- बताया गया कि observed levitation angle Sukbae Lee sample से बड़ा है
synthesis method और sample characteristics
- LK-99 samples Pb10-xCux(PO4)6O, 0.9 < x < 1.1 composition में grow किए गए
- synthesis में Sukbae Lee आदि द्वारा report किए गए तरीके जैसा solid-state method इस्तेमाल हुआ
- Lanarkite, यानी Pb2(SO4)O precursor synthesize किया गया
- copper phosphide, यानी Cu3P crystals synthesize किए गए
- इसके बाद target product LK-99 synthesize किया गया
- सभी reactions 10^-2 Pa conditions में की गईं
- crystal structure को ऐसे form के रूप में पेश किया गया जिसमें चार Pb(2) atoms में से एक Cu atom से replace है
magnetization-temperature measurement results
- physical property measurement system PPMS DynaCool से LK-99 samples की magnetization-temperature curves मापी गईं
- measurement 10 Oe magnetic field applied condition में ZFC और FC modes में किया गया
- sample 1 macroscopic gray-black bulk sample है
- ZFC curve में लगभग 326 K का diamagnetic transition दिखाई दिया
- FC curve में लगभग 299 K का diamagnetic transition observe हुआ
- इस result को Sukbae Lee द्वारा पहले report किए गए result जैसा माना गया
- sample 2 magnet repulsion से चुना गया micron crystal है
- इसका triangular shape है, एक side की length लगभग 120 μm और thickness लगभग 20 μm है
- diamagnetic transition temperature लगभग 340 K है, जो macroscopic sample से थोड़ा अधिक है
- researchers ने interpret किया कि sample 2 में higher purity और crystallinity, और बेहतर Cu doping है
कमरे के तापमान और सामान्य दबाव पर magnetic levitation और ferromagnetism को बाहर रखना
- sample 2 ने कमरे के तापमान और सामान्य दबाव पर magnetic levitation phenomenon दिखाया
- strong magnet पास आने पर sample उठकर substrate के सापेक्ष पूरी तरह vertical खड़ा हो जाता है
- magnet दूर होने पर sample फिर substrate पर गिर जाता है
- बताया गया कि यह levitation angle Sukbae Lee sample से बड़ा है
- अलग attraction test में sample 2 ने strong magnet की ओर खिंचने वाली प्रतिक्रिया नहीं दिखाई
- researchers ने इसी आधार पर sample 2 के ferromagnetic effect को बाहर रखा
- supplementary videos:
- Supplementary video 1: sample 2 का Meissner effect
- Supplementary video 2: sample 2 में ferromagnetism को बाहर रखने का test
interpretation और बाकी verification
- sample-to-sample diamagnetism differences को यह संकेत माना गया कि phosphate oxides में copper-oxygen induced electronic band structure changes संभावित superconducting mechanism से संबंधित हो सकते हैं
- researchers ने जोड़ा कि कई theoretical studies इस दिशा को support करती हैं
- निष्कर्ष के तौर पर उन्होंने summarize किया कि LK-99 material में consistent diamagnetic transitions और बड़ा levitation angle कमरे के तापमान और सामान्य दबाव पर प्राप्त हुआ
- crystallinity और उचित Cu doping को key conditions के रूप में highlight किया गया
- room temperature पर electrical tests जैसे अधिक consistent verification phosphate oxides की potential पुष्टि करने के लिए जरूरी हैं
- data reasonable request पर corresponding author से प्राप्त किया जा सकता है, और बताया गया कि कोई competing interests नहीं हैं
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
समझ आता है कि इस पेपर को खोज की जानकारी जल्दी देने के लिए जल्दबाज़ी में बनाया गया, लेकिन प्रयोग प्रक्रिया की मुख्य जानकारी इतनी ज़्यादा गायब है कि झुंझलाहट होती है
सिर्फ़ यह लिखना कि “सभी प्रतिक्रियाएँ 10^-2 Pa पर की गईं” पर्याप्त नहीं है। समझ में आता है कि वे absolute pressure की बात कर रहे हैं, लेकिन vacuum oven था या sealed quartz vial, argon purge था या हवा—ऐसी जानकारी चाहिए
temperature profile में heating time और hold time तो दिखते हैं, लेकिन cooling rate और end time नहीं हैं। तुरंत निकालकर air cooling की गई या room temperature तक vacuum बनाए रखा गया—यह भी reproducibility के लिए अहम है
ऐसी details पेपर में डालने में लगभग कोई समय नहीं लगता, फिर भी वे गायब हैं; मुझे लगता है कि ऐसा रवैया विज्ञान में reproduction को मुश्किल बनाता है
फिर भी completeness के लिए “vacuum” बस एक शब्द जोड़ दिया जाता तो बेहतर होता। पुराने mercury gauge के 0~30 scale से भी confusion हुआ करता था, यह याद है
उम्मीद है कि Arxiv जैसी open publication से आगे बढ़कर collaboration spaces वाले सचमुच के open science तक बात पहुँचेगी
पिछला एक हफ़्ता Bardeen और Brattain के transistor invention की कहानी याद दिलाता है
शुरू में वह मुश्किल से काम करता था और मेज़ छूने भर से खराब हो जाता था; credit का दावा करने वाला एक तीसरा व्यक्ति भी था। skeptical रहना चाहूँ तो भी, reproduction मुश्किल होना उलटे काफी normal लगता है। दिलचस्प है कि अब दूसरे लोग इसे चलाने में सफल हुए हैं
सोच रहा हूँ कि यह साबित करने के लिए कि यह material superconductor है, levitation, diamagnetism जैसी indirect methods क्यों इस्तेमाल की जा रही हैं
सीधे यह measure क्यों नहीं कर लेते कि current बिना resistance के flow करता है या नहीं—शायद मैं कुछ miss कर रहा हूँ
diamagnetism दिखना superconducting effect दिखाने के comparatively कम error-prone तरीकों में से एक समझता हूँ
perfect material को mass-produce करने से पहले resistivity measurement से बहुत meaningful result मिलना मुश्किल है
इसलिए magnetic field में सभी superconductors में दिखने वाली अजीब phenomena, जैसे magnetic levitation, देखना आसान होता है
यह कुछ दिन पहले video upload हुए उसी case जैसा लगता है: https://news.ycombinator.com/item?id=36953396
उस समय बहुत लोगों ने पूछा था कि यह superconductivity है या सिर्फ़ diamagnetism; उत्सुक हूँ कि नया paper उस सवाल का जवाब देता है या नहीं
magnetic field होने पर transition temperature का कम होना भी बड़ी बात है। अगर paper fabricated नहीं है, तो यह simple diamagnetism से आगे कुछ होने का सबसे मजबूत positive evidence लगता है, और पहली बार संभावना 50% से ऊपर लगने लगी है
दूसरा, सिर्फ़ superconductor में net magnetic field 0 हो सकती है, जिससे “stable” levitation दिखती है। video में magnet पास लाकर उलटने पर भी टुकड़ा अधिकांशतः अपनी जगह रहता है
सामान्य diamagnetic body external field की applied direction को follow करती है, इसलिए side में move करने की संभावना अधिक होती है; इसी वजह से आम तौर पर Halbach array से forces cancel करके in-place levitation बनाई जाती है
यह लगभग 320K पर किसी प्रकार के diamagnetic transition का मजबूत evidence दिखाता है। यह superconductivity की वजह से है या नहीं, उससे अलग, इस material में interesting magnetic properties होने की संभावना बहुत अधिक लगती है
Varda टीम ने प्रतिचुंबकत्व दिखाने वाला हाई-रेज़ोल्यूशन वीडियो पोस्ट किया: https://twitter.com/andrewmccalip/status/1687405505604734978
गुरुत्वाकर्षण विद्युतचुंबकीय बल से बहुत कमजोर होता है, तो क्या डिवाइस को सैंपल पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण से लगभग मेल खाने के लिए कैलिब्रेट किया गया है? थोड़ा और ऊपर धकेलकर कंटेनर का ढक्कन तक उड़ा क्यों नहीं देता, यह समझ नहीं आ रहा
अभी अनावश्यक वजन हटाने के लिए सैंपल काटने वाली “rock surgery” नहीं करूंगा/करूंगी। आम तौर पर pyrolytic graphite plate के लिए इस्तेमाल होने वाला 4 magnets का checkerboard arrangement शायद सैंपल के सपाट न होने की वजह से काम न करे
magnet को उलटकर देखना भी उपयोगी होगा, और किसी खास तापमान पर गिरता दिखाने के लिए गर्म करना भी अच्छा लगता है। इस मामले में 100°C से कम ही काफी लगता है। वैसे भी, डेमो इफेक्ट और अच्छी वीडियो क्वालिटी अहम हैं
https://en.wikipedia.org/wiki/LK-99#Replication_attempts
यह Wikipedia लेख अब तक के replication attempts को, इस paper सहित, अच्छी तरह संक्षेप में रखता है
जितना ज्यादा यह verify होता दिख रहा है, कई सालों में पहली बार सचमुच रोंगटे खड़े हो रहे हैं। अच्छे अर्थ में
इससे आने वाला बदलाव Faraday, Volta और 17–18वीं सदी के वैज्ञानिकों द्वारा बिजली के सिद्धांत समझना शुरू करने के समय जैसा हो सकता है। उन्हें भी अंदाजा नहीं था कि अगले एक शतक में जीवन के हर पहलू में कितना बदलाव आएगा
मैंने particle physics की थी, और जटिल systems का बड़ा हिस्सा superconducting magnets को पर्याप्त ठंडा रखने वाले उपकरण थे। अगर यह room temperature पर हो सके, तो पूरा cooling system ही जरूरत से बाहर हो जाएगा
fusion reactors भी superconducting magnets पर निर्भर करते हैं, इसलिए भविष्य के fusion reactors पर इसका बड़ा असर हो सकता है। JET की तरह overheat होने से पहले कुछ सेकंड ही magnets चलाने जैसी सीमाएं भी कम हो जाएंगी
room-temperature superconductivity की अवधारणा theoretically समझता/समझती हूं, लेकिन अगर यह सच में सही है तो दुनिया कैसे बदलेगी, इसका अंदाजा लगाना मुश्किल है
अगर यह संभव हो जाए, तो सालाना health checkup में MRI कराया जा सकेगा। ढेरों बीमारियों और 95% cancers का निदान हो सकेगा, और हर साल पिछले scans से automatic comparison करके आकार में बदलाव हो तो biopsy की जा सकेगी
medical science भी क्रांतिकारी रूप से बदल जाएगी। अभी benign tumors लोगों में किस तरह मौजूद होते हैं, इस पर data बहुत कम है, इसलिए किसी lump में समस्या है या नहीं देखने के लिए दूसरे symptoms हैं या नहीं पूछने तक बात सीमित रहती है। SQUID जैसे नए medical devices भी संभव होंगे
underground imaging MRI भी archaeology, paleontology, geology और resource exploration में छलांग दे सकता है। रेगिस्तान में कार चलाते हुए fossils, faults और mineral signals खोजे जा सकते हैं
launch loops का इस्तेमाल हो तो space travel की लागत भी practically लगभग खत्म हो जाएगी, और लंबी दूरी की यात्रा सस्ती और कम प्रदूषण वाली हो जाएगी। सिर्फ बिजली से low orbit तक पहुंचना या aircraft को sound speed से कई गुना तक accelerate करना संभव होगा
power grid storage, peaker plants और load following लगभग पुराने जमाने की चीज हो सकते हैं। superconducting overhead lines सभी देशों को जोड़ देंगी, और अमेरिका की nuclear fission बिजली से चीन की factories चल सकती हैं या Australia की solar power से Canada के घर गर्म हो सकते हैं। HVDC links भी obsolete हो जाएंगे, और आखिरकार हम AC power से भी आगे बढ़ सकते हैं
CPU 10–50% ज्यादा efficient हो सकते हैं और GPU उससे भी ज्यादा। overloaded wires अब conduct नहीं करेंगे, जिससे आग, खासकर घरों में आग, भी कम हो सकती है
अगर यह सचमुच reproducible और industrially viable हो, तो लगता है 1960s जैसी बदलाव की रफ्तार फिर आ सकती है
हालांकि fusion सहित भी CO2 emissions घटाना, lifestyle changes, consumption कम करना, और पहले से तय climate impacts से निपटना अब भी जरूरी रहेगा
graphene-based integrated circuits और optical computing में progress भी दिलचस्प होगी। 2030 तक superconductor-based नई Lisp Machine देखना चाहता/चाहती हूं। “open source” lead handling शायद बढ़िया न हो, लेकिन future invent करने वाली Alan Kay-शैली की सोच से यह मेल खाता है
room-temperature superconductors जिन शानदार खिलौनों को संभव करेंगे, बस उनकी कल्पना करिए
और परमिट की दिक्कतों से जो high-voltage transmission lines नहीं बन पातीं, उन्हें सच में बनाया जाए तो energy loss 0 हो जाएगा, लेकिन शायद वे फिर भी नहीं बनेंगी
पहला, वे devices जो पहले से superconductors इस्तेमाल करते हैं, उन्हें cooling की जरूरत नहीं होगी, इसलिए उन्हें बनाना और चलाना काफी सस्ता होगा। MRI, कुछ sensors, fusion research के high-power magnets, बड़े generators और motors इसमें आते हैं
दूसरा, वे devices जिनमें superconductors सुधार तो देते हैं, लेकिन अभी आर्थिक या practical रूप से समझदारी नहीं बनते। कौन सफल होगा यह अनुमान जैसा है, लेकिन computing chips, अतिरिक्त sensors, permanent levitation sculptures जैसी artworks, छोटे motors और generators संभव लगते हैं
ऐसी कई categories भी होंगी जिनकी हमने अभी कल्पना नहीं की है और जिन्हें zero resistance या magnetic field expulsion से फायदा होगा
इस कहानी में एक तरह की विडंबना यह है कि बिना अनुमति के सार्वजनिक करने वाला पूर्व कर्मचारी इसे दुनिया के सामने लाने का श्रेय भी पा सकता है।
शोधकर्ता लंबे समय से इस पर काम कर रहे थे, लेकिन अब पूरी दुनिया इस पर शोध कर रही होगी और दूसरे तरीकों व material combinations को explore कर रही होगी। मूल design को बेहतर बनाने और patents से बचने की कोशिशें भी हो सकती हैं।
अगर उस पूर्व कर्मचारी ने खुलासा न किया होता, तो पता नहीं यह और कितने समय तक छिपा रहता; यह भी हो सकता है कि उसकी प्रेरणा इसे मानवता के लाभ के लिए दुनिया के सामने लाने की रही हो।
इस क्षेत्र में हाल में सनसनीखेज fraud case भी हुए हैं, इसलिए journals बहुत skeptical रहे होंगे। वे शायद ऐसा paper तैयार कर रहे थे जिसमें convincing experiments और samples को independent labs में भेजने का काम शामिल था, लेकिन उन्हें मूलतः जो कुछ था उसे जल्दबाजी में सार्वजनिक करने के लिए मजबूर किया गया, इसलिए दावा और कमजोर दिखा हो सकता है।
10 साल पहले से ही कहीं बड़े पैमाने पर testing और reproduction शुरू की जा सकती थी; समझ नहीं आता कि research को इतनी धीमी गति से फैलाकर क्या लाभ मिला।
Danijel Djurek ने दावा किया था कि उन्होंने 1980 के दशक के अंत में superconducting ceramic mixture खोजा था, लेकिन वे इसकी structure और composition तय नहीं कर सके, और कहा जाता है कि Croatia के Yugoslavia से अलग होने के बाद युद्ध के कारण research रुक गई।
अंश का स्रोत: http://www.rexresearch.com/djurek/djurek.htm
यह संकेत देता है कि commercial reasons, खासकर patents की वजह से public disclosure को लेकर conflict रहा हो सकता है। वे शायद दूसरों के reproduce करने से पहले बेचने लायक product बनाना चाहते थे।
इसलिए बिना अनुमति के public करने वाला पूर्व कर्मचारी इसे दुनिया के सामने लाने का श्रेय निश्चित रूप से पाने लायक है, और मानवता को शायद उसे कलंकित करने के बजाय उलटे नजरिए से देखना चाहिए।
KR20210062550A - Mehtod of manufacturing ceramic composite with low resistance including superconductors and the composite thereof -
https://patents.google.com/patent/KR20210062550A/en
अब तक के lab में LK-99 को reproduce करने के प्रयास: HUST के दो: https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS/ https://www.bilibili.com/video/BV13k4y1G7i1/
USTC का एक: https://www.bilibili.com/video/BV1Ex4y1X7ix/ यह छोटा sample नुकीली तरफ खड़ा हो सकता है।
Qufu Normal University का एक: https://www.zhihu.com/zvideo/1669820225079070720
एक ऐसा भी है जिसकी background THU की है, लेकिन वह personal project होने का दावा करता है: https://www.bilibili.com/video/BV14z4y1s7Vo
सोच रहा हूं कि China के बाहर की ज्यादा labs LK-99 बनाकर videos क्यों नहीं डाल रहीं।
short-term funding उन्हें कई बार US या Europe के peers से बेहतर मिल जाती है, लेकिन long-term career stability की कमी होती है। इसलिए वे LK-99 जैसे संभावित breakthrough का पीछा सिर्फ passion या curiosity से नहीं, बल्कि survival के लिए भी करते रहते हैं।
Chinese system में उम्र से जुड़े awards, research grants और titles भी बहुत हैं, और ये सिर्फ सम्मान नहीं बल्कि career progress के लिए जरूरी हैं, जिससे युवा researchers के बीच urgency और competition और बढ़ जाती है।
हो सकता है वे अभी निर्णायक रूप से reproduce करने में सफल न हुई हों, और बाद में किसी और के clear positive result देने के डर से negative results सार्वजनिक करने से हिचक रही हों।
वे ऐसे results को ज्यादा सावधानी से handle कर रही हों जिन पर उन्हें अभी 100% भरोसा नहीं है, या attention-driven science के बजाय peer review के बाद paper निकालने वाला पारंपरिक रास्ता पसंद करती हों।
वे YouTube video डालकर भारी interaction संभालना नहीं चाहती हों, या गलत साबित होने से डरती हों।
machine learning में भी बड़ी announcement के बाद low-quality papers “पहला” बनने के लिए उमड़ पड़ते हैं। लेकिन लंबे समय में अच्छा काम करने में समय लगता है, इसलिए इसका महत्व कम है।
अच्छी labs आधे-अधूरे ambiguous results announce नहीं करना चाहतीं; वे ऐसे comprehensive, decisive और high-quality results देना चाहती हैं जिनकी जिम्मेदारी वे ले सकें। वही science को आगे बढ़ाता है।
बहुत सी labs LK-99 पर research कर रही होंगी, लेकिन वे इस तरह का कच्चा analysis नहीं निकालेंगी।
title का translation है “अगर room-temperature superconductivity सच में reproduce हो गई, तो मैं मल खाऊंगा।” इसके बाद bilibili पर यह topic गर्म हो गया, और पहला LK-99 reproduction video लगभग 1 करोड़ views तक पहुंच गया।