周囲超伝導体とは何か、そしてなぜ LK が話題になるのか

超電導には瞬間がある。 電気を抵抗なく輸送する技術を開発するというコンセプトは、エネルギー産業に革命をもたらし、廃棄物を削減し、料金を削減し、地球温暖化の抑制に役立つ可能性があるため、魅力的です。 しかし、超電導はこれまでのところ、-269℃（-452°F）などの極端な温度または圧力でのみ実現されており、その使用は病院のMRIスキャナーなどの少数の高価な用途に限定されています。 だからこそ今年、初の室温超電導体技術の発見に関する画期的な主張が世界の注目を集め、韓国株や中国株の一部の高騰を引き起こしたのである。 一部の科学者はLK-99超電導体について深刻な疑念を表明しましたが、私たちが知っているように人生を変える可能性があるため、この概念は尊敬される研究者からTwitchのストリーマーやTikTokの有名人に至るまで、あらゆる人々の執着となっています。

1. 超電導体とは何ですか?

電気の気まぐれな特性は、ベンジャミン フランクリンやニコラ テスラなどを魅了しました。 通常の状況では、電子が互いに衝突して熱が発生し、電力が低下するため、ある場所から別の場所に電気を送ることは困難です。 超伝導体は、特定の条件下でほぼゼロの抵抗で電気を伝導する材料です。 現在、それらは極度の冷却または極度の圧力下でのみそのような特性を示すことが知られています。 1911 年、水星はこの特性を持つことが発見された最初の物質となりました。 それ以来、合金、セラミック、その他の材料は、過冷却された場合に限り、ほぼゼロの抵抗で電気を通すことが判明しました。

2. 室温超伝導体とは何ですか?なぜ重要ですか?

室温、常圧の超電導体は抵抗なく電気を流すことができ、ほぼ絶対零度まで冷却したり、巨大な圧力を必要としたりする必要はありません。 この材料を作成して拡張することで、電力輸送に革命を起こし、温室効果ガスの排出を削減できる可能性があります。たとえば、再生可能な太陽エネルギーや風力エネルギーを、大きな損失なく長距離に送電できる可能性があります。 これらは、電磁気を使用するあらゆるものの実行可能性を劇的に高めることができ、商業的に実行可能な核融合炉の開発を加速する可能性があります。 これは、サイエンス誌によって「材料科学と物性物理学のすべてにおいて最も求められている目標の 1 つ」と呼ばれています。

3. 超電導体は現在何に使用されていますか?

これらは強力でより効率的な電磁石を作るために使用され、一部の磁気共鳴画像法 (MRI) 装置のコイルを作るために使用され、医師が軟組織を検査できるようになります。 日本では超電導磁石が磁気浮上によって列車をレール上に持ち上げ、摩擦を排除するために使用されている。 これらの超電導磁石は、核融合研究だけでなく、CERN の大型ハドロン衝突型加速器などの粒子加速器にとっても重要です。 マイクロソフト社やアルファベット傘下のグーグル社が開発している量子コンピューターなども超伝導体に依存している。

4. 超電導が難しいのはなぜですか?

超伝導体に関する多くの研究は、材料が急冷されたときに材料内部で何が起こるかについての理論を中心に行われてきました。 最近、科学者たちは計算モデリングを使用して、さまざまな条件で動作する超伝導体を作成できる可能性のある原子の配置と材料の化学的特性を特定しました。 しかし、テストが必要な組み合わせが膨大に存在します。

5. 新しい主張は何ですか?

ソウルにある量子エネルギー研究センターと韓国科学技術研究院の材料科学者らによる2つの論文は、「世界で初めて」室温超伝導材料を合成したと主張している。 彼らがLK-99と呼んでいるこの化合物は、鉛、リン、酸素から形成されている。 研究者らは、材料を冷却したり圧力をかけたりすることなく、電気を流したとき、または磁場にさらされたときに材料がどのように反応するかを実証することで、LK-99の超伝導性を証明したと主張している。 論文は出版前に共有されました。つまり、研究内容は専門家の査読を受けていませんでした。 しかし、この論文は世界中の研究者や研究所に結果を再現する試みを促すことになった。 少なくとも 1 人が Twitch で彼の取り組みをライブストリーミングしました。