Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Als het waar is wat de drie onderzoekers beweren, zou dat een revolutie kunnen betekenen voor ons elektriciteitsnet en tal van andere gebieden.
Supergeleiding is fijn. Supergeleiding is handig. Kabels zouden erdoor bijvoorbeeld zonder verliezen over enorme afstanden stroom kunnen transporteren. Het maakt betere medische scanners mogelijk, lichtere motoren en efficiëntere zweeftreinen… Dat dat niet gebeurt, heeft alles te maken met de manier waarop materialen op dit moment supergeleidend kunnen worden gemaakt. Dat gebeurt alleen bij extreem lage temperaturen – van een paar honderd graden Celsius onder nul – of bij een enorme druk van miljoenen keren de normale druk op zeeniveau.
Lees ook:
Toch claimen Zuid-Koreaanse wetenschappers een supergeleider te hebben ontwikkeld die bij kamertemperatuur werkt en onder een normale atmosferische druk. Het is niet de eerste keer dat wetenschappers dat roepen en bij alle vorige claims moest helaas na een tijdje worden geconstateerd dat ze te optimistisch waren. Maar als het deze keer wel klopt, is dat een big deal.
Nederlandse start
De eerste stappen op het gebied van supergeleiding werden aan het begin van de vorige eeuw gezet door de Nederlandse hoogleraar en natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes (foto hieronder). Hij ontdekte op 8 april 1911, aan het Leidse Steenschuur (waar tegenwoordig de rechtenfaculteit van de universiteit zit), dat de weerstand van kwik bij een temperatuur van bij 4,2 kelvin (-268,95 Celsius) loodrecht naar beneden dook. “Kwik nagenoeg nul”, kalkt de onderzoeker met hanenpoten in zijn notitieboekje.
Danspaartjes
In 1957 kwamen de Amerikaanse natuurkundigen John Bardeen, Leon Cooper en John Robert Schrieffer met een theoretische verklaring voor het fenomeen supergeleiding. Normale koperdraden waar stroom doorheen wordt gejaagd, worden warm doordat de elektronen zich door het metaalrooster moeten worstelen. Daarbij botsen ze op onzuiverheden en imperfecties, en raken zo energie kwijt.
De drie Amerikanen laten zien dat de elektronen in een supergeleider langzaam naar elkaar toe manoeuvreren en zogeheten Cooperparen vormen: danskoppels die elkaar perfect aanvoelen. Leidse hoogleraar theoretische natuurkunde Carlo Beenakker vertelde daar een tijdje geleden over in KIJK: “Als je ze in Cooperparen bijeen krijgt, veranderen ze in een elegante zwerm spreeuwen die om alle obstakels in het materiaal heen vliegt.”
Er zijn sinds die tijd mooie stappen gezet, maar bruikbare supergeleiding lijkt nog steeds ver weg. Of toch niet?
Supergeleiding met LK-99?
In hun paper claimen de onderzoekers Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon dat ze dat voor elkaar hebben gekregen met een materiaal dat ze gemodificeerd loodapatiet of LK-99 noemen. Ze schrijven: “Alles wijst erop dat LK-99 de eerste supergeleider bij kamertemperatuur en omgevingsdruk is. De LK-99 heeft veel mogelijkheden voor verschillende toepassingen zoals magneten, motoren, kabels, levitatietreinen (foto hierboven – red.), stroomkabels, qubits voor quantumcomputers, THz-antennes, etc. Wij geloven dat onze nieuwe ontwikkeling een historische gebeurtenis zal zijn die een nieuw tijdperk voor de mensheid opent.”
Klinkt goed, maar het oud-Hollands gebruik van ‘eerst zien, dan geloven’ lijkt ook hier erg op z’n plaats.
Update: Er zijn meer mensen die dat vinden. In een interview met NRC zegt natuurkundige Milan Allan van de Universiteit Leiden: „Er is veel reden om sceptisch te zijn en dat ben ik ook. De artikelen zien eruit alsof ze snel in elkaar gezet zijn. De onderzoekers doen wel hun best om uit te leggen hoe ze het materiaal gemaakt hebben. En het lijkt relatief gemakkelijk om het na te maken.”
De verwachting is dus dat redelijk snel duidelijk wordt of Lee, Kim en Kwon op het gebied van supergeleiding echt een wereldschokkende doorbraak hebben geforceerd.
Bronnen: arXiv, IFL Science, KIJK 4/2021
Beeld: Saruno Hirobano/CC BY-SA 3.0