LK-99 के पूर्ण levitation (flux-pinning) का पहला वीडियो

 (twitter.com/andercot)
1 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2023-08-06 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • चीन की वीडियो शेयरिंग साइट BiliBili पर पोस्ट किए गए एक वीडियो में दावा किया गया है कि यह उच्च-शुद्धता से संश्लेषित LK-99 सैंपल का पूर्ण levitation (flux-pinning) दिखाता है
  • सुपरकंडक्टिंग पदार्थ का levitation केवल Type-II superconductor में दिखाई देने वाली घटना है, जहाँ magnetic field lines पदार्थ के भीतर से गुजरते हुए 'फँस' जाती हैं और levitation के लिए आवश्यक बल प्रदान करती हैं
  • flux-pinning, Meissner effect से पूरी तरह अलग है, और यह diamagnet या diamagnetism का गुण नहीं है
  • 'pinning centers' में फँसा flux, magnetic vortices के रूप में quantized होता है, और यही quantization Type-II superconductor की मुख्य पहचान है
  • यह ऐसा पहला वीडियो बताया जा रहा है जो flux-pinning levitation दिखाता है; यदि यह सही है, तो नए पदार्थ के गुणों पर बेहद अनोखी और क्रांतिकारी खोज होगी

LK-99 flux-pinning levitation वीडियो

  • चीन की वीडियो शेयरिंग साइट BiliBili पर पोस्ट किए गए एक वीडियो में दावा किया गया है कि इसमें उच्च-शुद्धता से संश्लेषित LK-99 सैंपल दिखाया गया है
  • यह ऐसा पहला वीडियो बताया जा रहा है जो flux-pinned levitation दिखाता है, और यदि यह सही है तो नए पदार्थ के गुणों और भविष्य के शोध की संभावनाओं के लिहाज से बेहद अनोखी और आशाजनक खोज है
  • अगर यह वास्तविक है, तो यह सचमुच ground-breaking होगा

सुपरकंडक्टिंग पदार्थ के levitation का सिद्धांत

  • सुपरकंडक्टिंग पदार्थ का levitation केवल Type-II superconductor में दिखाई देने वाली एक विशिष्ट घटना है, जहाँ magnetic field lines पदार्थ के भीतर से गुजरते समय 'trapped' हो जाती हैं और levitation के लिए आवश्यक बल प्रदान करती हैं
  • ऑनलाइन और पिन की गई पोस्टों में अक्सर दिखने वाली वह लोकप्रिय तस्वीर/वीडियो, जिसमें अत्यंत निम्न तापमान तक ठंडा किया गया डिस्क एक चुंबक के ऊपर तैर रहा होता है, इसी का उदाहरण है

  • बाल और chewing gum की उपमा

    • इसे ऐसे समझाया गया है जैसे chewing gum बालों से मज़बूती से चिपककर हवा में लटक जाए — यहाँ बाल magnetic field lines हैं, और chewing gum Type-II superconductor के बराबर है
    • जैसे बाल अलग-अलग रेशों के रूप में 'quantized' और 'discrete' होते हैं, वैसे ही 'pinning centers' में फँसा flux भी magnetic vortices के रूप में quantized होता है
    • pin की गई flux lines का quantization Type-II superconductor की मुख्य और विशिष्ट विशेषता है (हालाँकि, यदि पदार्थ की मोटाई London penetration depth से कम हो, तो तकनीकी रूप से यह Type-I में भी हो सकता है)

flux-pinning और Meissner effect में अंतर

  • flux-pinning केवल superconductor में पाई जाने वाली विशिष्ट घटना है और Meissner effect से पूरी तरह अलग है
  • यह diamagnet या diamagnetism का गुण नहीं है
  • इसे 'quantum locking' भी कहा जाता है, और इसमें Meissner effect से अंतर दिखाने वाला एक चित्र शामिल है

SRF cavity में flux-pinning पर शोध

  • TRIUMFLab में कण त्वरक के लिए उपयोग होने वाली Niobium crystalline superconducting radio-frequency (SRF) cavity में flux-pinning शोध में योगदान दिया गया
  • trapped flux cavity की residual surface resistance बढ़ाता है, जिससे Q-factor घटता है — Q-factor resonator की efficiency का माप है
  • SRF cavity में सामान्यतः 10E10 स्तर का Q-factor होता है, और pinning centers में फँसा flux आवेशित कणों के गुच्छों को प्रकाश की गति के क़रीब तक त्वरित करने वाले अधिकतम प्रभावी accelerating electric field को कम कर देता है

  • flux-pinning होने के कारण

    • माना जाता है कि कुछ Type-II superconductor में crystal के भीतर छोटे defects (volume defects, आयतन दोष) flux को भीतर प्रवेश करने देते हैं, जिससे यह घटना होती है
    • SRF cavity में, पृथ्वी के पृष्ठभूमि चुंबकीय क्षेत्र जैसे पदार्थ से गुजरने वाले magnetic fields, superconducting transition के समय cavity के भीतर फँस सकते हैं
    • एक शोध ग्राफ भी शामिल है जो दिखाता है कि पृष्ठभूमि चुंबकीय क्षेत्र जितना अधिक होगा, superconducting transition के समय SRF cavity की surface resistance उतनी बढ़ेगी (X-axis: बाएँ→दाएँ उच्च तापमान→निम्न तापमान, Y-axis: nano-ohm में surface resistance)

वैकल्पिक व्याख्या और levitation की स्थिरता

  • नीचे लगे चुंबकों की व्यवस्था एक bar magnet जैसे dipole field का निर्माण करती है
  • यदि ऊपर का पदार्थ केवल diamagnet हो, तो उसे छड़ी से छूने पर उसका स्थिर रूप से तैरते रहना भौतिक रूप से संभव नहीं है
  • अधिक पारंपरिक superconducting सैंपल को ठंडा करने वाले वीडियो में भी हल्की गड़बड़ी होने पर इसी तरह का डगमगाना दिखाई देता है

  • Brauenbeck extension के आधार पर आपत्ति

    • एक अन्य व्याख्या के रूप में यह भी प्रस्तावित किया गया है कि diamagnet, चुंबक के dipole field के भीतर लटका हो सकता है
    • यह Earnshaw theorem के प्रतिवाद के रूप में मानी जाने वाली Brauenbeck extension के माध्यम से संभव है

high-temperature superconductor का महत्व

  • सभी कंपनियाँ एक ही सीमित बुनियादी तकनीकों के सेट से उत्पाद बनाती हैं, और हर कुछ दशकों में भौतिकी एक मूलतः नई 'चीज़' पैदा करती है जो यह बदल देती है कि भौतिक रूप से क्या संभव है
  • high-temperature superconductor आ रहा है, और यह सब कुछ बदल देगा

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1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2023-08-06
Hacker News की रायें

  • अगर यह डिजिटल manipulation नहीं है, तो कल्पना करना मुश्किल है कि इसे नकली कैसे बनाया जा सकता है; और अगर यह कोई ज्ञात high-critical-temperature superconductor होता, तो यह बहुत जल्दी गर्म हो जाता, इसलिए वह संभावना भी कम लगती है
    इसलिए अगर यह fraud नहीं है, तो मैं मानने लगा हूँ कि यह असली भी हो सकता है। लेखकों में सभी अनजान लोग नहीं हैं, और Hyun Tak Kim के Google Scholar के हिसाब से करीब 10,000 citations हैं; उन्होंने वह Scientific Reports paper भी लिखा था जिसने L&K को collaboration में दिलचस्पी लेने के लिए प्रेरित किया था। वे superconductivity समझने वाले व्यक्ति लगते हैं, इसलिए मैं काफ़ी optimistic महसूस कर रहा हूँ

    • इस वीडियो के अनुसार https://twitter.com/xmal/status/1300754522218913799 चुंबक के नीचे copper plate रखने से stable levitation संभव है
      मूल वीडियो में दो metal objects stacked दिखते हैं; क्या यह संभावना नहीं है कि नीचे वाले में copper हो?
    • “अगर यह digital manipulation नहीं है तो नकली बनाना मुश्किल है” कहना, आखिरकार यह भी बताता है कि नकली बनाने का तरीका आसानी से सोचा जा सकता है
    • Hyun Tak Kim लगता है project में देर से जुड़े, और ऐसा लगता है कि उन्होंने मुख्यतः अंग्रेज़ी-भाषी दुनिया से बाहर के तीन anonymous original authors को अपनी reputation उधार दी
    • यह भी हो सकता है कि टुकड़ा खुद एक magnet हो, और नीचे वाले block के अंदर पहले से ज्ञात liquid-nitrogen-cooled type-II superconductor रखा हो
    • गंभीरता से कहूँ तो मेरी नज़र में यह किसी अदृश्य धागे से चिपकाया गया graphite का टुकड़ा लगता है
      object जिस तरह हिलता है, वह magnetism से अपेक्षित movement जैसा नहीं है; उदाहरण के लिए 10-second mark पर यह खास तौर पर दिखता है
    1. यह वीडियो मूल रूप से एक anonymous Douyin account से आया है। इसका traditional academia या citizen science में किसी वास्तविक replication attempt से जुड़ा होना verify नहीं हुआ है
      channel पर पहले LK-99 में आम तौर पर दिखने वाला partial levitation video भी uploaded था, लेकिन उसका भी कोई खास प्रमाण नहीं है कि वह pyrolytic graphite का टुकड़ा नहीं था। यह किसी खास व्यक्ति से जुड़ा होने का दावा करता है, लेकिन evidence नहीं है, और fake होने पर खोने के लिए कोई reputation भी नहीं है
    2. वीडियो की dynamics flux pinning जैसी काफ़ी अच्छी लगती है, लेकिन जब यह उछलता है तो LK-99 होने का दावा किए गए टुकड़े के आसपास के artifacts बहुत suspicious हैं। ऐसा लगता है जैसे उसे taut horizontal thread से लटकाकर फिर मिटाया गया हो, और किसी खास क्षण पर टुकड़े के बहुत पास वाले हिस्से को rotoscoping से ठीक से cover नहीं किया गया। बेशक यह compression artifact भी हो सकता है, लेकिन ऐसा pattern मैंने नहीं देखा है; और जिस version को हम देख रहे हैं वह शायद capture का re-capture हो सकता है, साथ ही मैं Douyin या Bilibili की compression characteristics से परिचित नहीं हूँ
      मैं इस specific video को लेकर काफी skeptical हूँ। LK-99 खुद इस समय मुझे ज़्यादा plausible लगता है, लेकिन इस वीडियो के असली न होने की संभावना भी मुझे ज़्यादा लगती है
      जैसे-जैसे LK-99 की visibility बढ़ेगी और VFX editors असली वीडियो कैसा दिखना चाहिए इससे परिचित होंगे, convincing fake videos बनाकर viral होने की संभावना बहुत ज़्यादा है। आम तौर पर कोई VFX artist practice के तौर पर बनाता है और बिना malicious intent के कुछ लोगों को दिखाता है, फिर दूसरे लोग उसे कुछ बार repost करते हैं और वह unknown origin के साथ बड़े public तक फैल जाता है। बेशक VFX में skilled कोई scammer या influencer भी सीधे manipulation कर सकता है
      वीडियो को थोड़ी सावधानी से देखना चाहिए। desirable conditions ये हैं कि camera fixed न हो और sample के चारों ओर move करे, video के दौरान lighting बदले, टुकड़ा खुद move करे, setup करने या बाद में clean up करने का scene दिखे, और thread की संभावना कम करने के लिए object के आसपास दूसरी चीज़ें move करें वगैरह
    • सारे inferences valid हैं। लेकिन Occam’s razor के हिसाब से मैं इसे fake मानता हूँ। यह बहुत छोटा है और framing ज़रूरत से ज़्यादा precise है
      intellectual property या secrets reveal किए बिना moving viewpoint से 20x लंबा video शूट करना मामूली बात है, लेकिन 20x लंबा VFX-manipulated video बनाना कहीं ज़्यादा मुश्किल है
    • मैंने highest quality में देखा, और यहाँ के artifacts सच में अजीब हैं। equipment के आसपास बिल्कुल नहीं हैं, सिर्फ उस पत्थर पर हैं जिसके floating होने का दावा है
      इस video और उसी user के अन्य videos की quality काफी अच्छी लगती है, इसलिए compression issue वाला explanation मुझे ज्यादा believable नहीं लगता। context भी अजीब है। उसी user के दूसरे videos ऐसे थे जिन्हें कोई भी वास्तविक Meissner effect नहीं मानेगा, बस कागज़ पर रखा बहुत छोटा magnet था। क्या इस video से फिर कोशिश की गई है?
    • समझ नहीं आता कि इतने छोटे object को film करते समय आखिर wide-angle lens ही क्यों इस्तेमाल करते हैं। अगर यह amazing discovery होती तो close-up zoom करके शूट करते
      ऐसे शूट करने पर interesting object सिर्फ कुछ pixels का रह जाता है, इसलिए computer-generated बनाना आसान हो जाता है। अब तक देखे हर video में इस तरह की logical flaw रही है
    • वे छोटे “artifacts” बड़े टुकड़े से चिपके हुए और छोटे particle fragments जैसे दिखते हैं

  • Nitter: https://nitter.net/Andercot/status/1687740396691185664

    • alternate video link यहाँ है, लेकिन यह Chinese में है इसलिए नहीं पता कि source के बारे में extra information है या नहीं: https://news.ycombinator.com/item?id=37010498
    • off-topic है, लेकिन clip देखने के लिए “enable this playback” दबाकर page refresh क्यों करना पड़ता है, यह जानने की curiosity है। वह क्या करता है?

  • lk99 subreddit पर higher-resolution video upload हुआ है: https://www.douyin.com/video/7263715495256378659

  • Manifold Market पर किसी ने इसे link किया: https://imgur.io/a/AY1oaIO
    मेरी नज़र में भी यह थोड़ा अजीब लगता है, लेकिन मैं इतना expert नहीं हूँ कि तय कर सकूँ कि इसे optical effect या compression effect से explain किया जा सकता है या नहीं

    • यह मैंने देखे किसी भी compression artifact से अलग लगता है। एक ही video में दो amazing discoveries! अगर सच है तो बहुत बड़ा है

  • क्या यह असल में रूम-टेम्परेचर superconductivity का सबूत है? बेशक, यह मानकर कि यह fraud नहीं है

    • अगर मान लें कि वीडियो में सब कुछ असली है, तो बचा हुआ सवाल बस यह है कि उस sample का वास्तविक temperature कितना है
      अगर यह सब confirm हो जाता है, तो एक नया दौर शुरू होगा
    • अभी यह superconductivity का proof नहीं है। temperature के हिसाब से electrical resistance की measurement भी चाहिए
      फिलहाल LK-99 को ऐसा material मानना चाहिए जो room temperature पर कुछ superconducting properties दिखाता है
    • puzzle के हर piece के लिए “proof” नहीं, evidence शब्द इस्तेमाल करें
    • मौजूदा समझ के हिसाब से, direction से independent levitation दिखाने वाला पिछला वीडियो ही diamagnetism नहीं बल्कि superconductivity दिखाने के लिए काफी था
      अगर यह fraud नहीं है, तो सच में पहले वीडियो और paper में ही जरूरी elements मौजूद थे। क्योंकि उनमें levitation और zero-resistance region का जिक्र था
      लेकिन आम तौर पर accepted तरीका यह है कि दूसरी labs इसे reproduce करें और paper peer review पास करे। सिर्फ कुछ videos काफी नहीं हैं
    • यह fraud है, और Sabine Hossenfelder जैसे लोगों को इतनी आसानी से धोखा खाते देखना दुखद है
      यह kitchen या living room में shoot किया गया video है, किसी random TikTok account ने बनाया है, कोई credentials या explanation नहीं है, और “mysterious” tag लगा है। पहले ही इतने fakes आ चुके हैं, फिर भी कोई इसे कैसे मान लेता है, समझना मुश्किल है

  • theoretically flux pinning क्या वास्तविक superconductivity के बिना भी हो सकती है? अगर मैंने ठीक समझा है, तो LK-99 कई ऐसी properties को काफी अलग-अलग दिखाता लगता है जिन्हें हम आपस में linked मानते थे

    • यह कोई बिल्कुल नया phenomenon भी हो सकता है जिसे अब तक observe नहीं किया गया, लेकिन इसकी संभावना काफी कम लगती है
      अगर मानें कि normal conductor से अलग किए गए बहुत छोटे-छोटे superconductor pieces बहुत सारे हैं, तो काफी कुछ explain हो सकता है
    • इसके लिए new physics चाहिए होगी। जो ज्यादातर चीजें अजीब लग रही हैं, वे शायद इनमें से किसी एक से आएंगी: (1) sample impurities, (2) ऐसा extreme case जहां बड़े inactive lump या अपनी electromagnetic properties वाले material के अंदर active part बहुत छोटा हो, (3) शुरू से ही इसे superconductor मानने का फैसला गलत हो

  • post में बस इतना लिखा है कि video BiliBili से आया है। क्या किसी को असली source पता है? विश्वास करना चाहता हूं, लेकिन यह video suspicious है

    • इसे rumor की तरह देखना चाहिए
      “उसने इसे अपने personal social media पर डाला था। public information के अनुसार वह Wuhan University of Science and Technology के Metallurgical Engineering and Materials department में assistant engineer है, और उसी university में PhD student भी है।”
      https://nitter.net/songwenxuan6/status/1687850304803426306
    • source चीनी TikTok, यानी Douyin है
      https://www.douyin.com/video/7263715495256378659

  • यहां मौजूद device physicists से एक थोड़ा अलग सवाल है
    पहले तो verification जरूरी है, लेकिन मान लें कि यह material Cooper pair वाला superconductor नहीं है
    क्या इस material से भी Josephson junctions और SQUID बनाए जा सकते हैं?
    अगर जवाब “हां” है, तो magnetotelluric geophysicists बहुत ज्यादा खुश होंगे

    • क्या आप समझा सकते हैं कि room-temperature SQUID और Josephson junctions का magnetotelluric geophysics में किस काम के लिए इस्तेमाल होगा?

  • क्या इस material को छूना safe है?
    लग रहा है कि जल्द ही यह eBay और AliExpress पर जगह-जगह दिखने लगेगा

    • उम्मीद है safe होगा। छोटे bead magnets के साथ यह बच्चों के लिए perfect toy बन जाएगा
    • इसमें lead है
    • अगर patent application चल रही है, तो क्या इसे बेचना legal होगा? मैं यह कहकर deny नहीं कर रहा कि यह आएगा ही नहीं, बस curiosity है