La guillotine de la nature a décapité la supraconductivité du LK-99

La grande nouvelle à propos de LK-99 est une histoire de Dan Garisto dans le magazine Nature qui décapite sa supraconductivité. Cela fait écho à un article dans arXiv dont je vous ai déjà parlé (article allemand dans LCMF, 14 août 2023) où l’on synthétise des cristaux de Pb ultrapurs_8.8(3)Cu_1.2(3)P₆O₂₅. La photographie de ses cristaux violets transparents est spectaculaire (photo non incluse dans arXiv). Évidemment, un matériau transparent ne peut pas être supraconducteur (ou diamagnétique). L’auteur principal de l’ouvrage, Pascal Puphal, de l’Institut Max Planck pour la recherche sur l’état solide à Stuttgart, en Allemagne, est un spécialiste de la croissance cristalline. Puphal affirme que sa nouvelle méthode de synthèse monocristalline (qui diffère de celle brevetée par les Coréens) était ce qu’il fallait pour clore l’affaire : ses monocristaux montrent que LK-99 est un semi-conducteur, sans aucun doute. De plus, cela suggère que les traces de supraconductivité observées dans le LK-99 sont dues aux impuretés de Cu.₂Oui, absents dans leur monocristal. Sur les réseaux sociaux, les rares qui avaient encore de l’espoir l’ont complètement perdu. La guillotine de la nature a décapité la supraconductivité ambiante du LK-99.

Mais comme je vous l’ai déjà dit, le serpent d’été est toujours bien vivant. La raison en est que le diffractogramme de diffraction des rayons X sur poudre (PXRD) du monocristal de LK-99 montre que son dopage au cuivre est un mélange de deux possibilités. Rappelons que les ions cuivre peuvent se substituer aux ions plomb dans le dopage Wyckoff en position 4f ou Pb(1) et en position 6h ou Pb(2). Un mélange des deux types de dopage est observé dans le monocristal violet synthétisé. Les monocristaux monodopés pourraient-ils être des supraconducteurs ? Les coréens prétendaient que leur matériel possédait la phase 4f, le (possible) secret de la synthèse coréenne pouvait-il garantir ce dopage ? Personne ne connaît la réponse, bien que vous connaissiez déjà mon avis, aucun des deux dopés séparément, comme leur mélange, ne conduit à un supraconducteur à température ambiante. Mais cela n’est pas démontré dans les travaux menés par Puphal. Rappelez-vous que de nombreux serpents peuvent survivre (pendant une courte période) à une décapitation, en maintenant certains réflexes musculaires involontaires. la guillotine de Nature il a décapité le feuilleton d’été, qui ne peut plus mordre, mais n’est pas encore mort.

Je recommande la noticia con una pizca de escepticismo, Dan Garisto, « LK-99 n’est pas un supraconducteur – comment les détectives scientifiques ont résolu le mystère. Les réplications ont reconstitué le puzzle de la raison pour laquelle le matériau présentait des comportements de type supraconducteur », Actualités, Nature, 16 août 2023. Ce que j’aime le plus, c’est sa fin : “Le travail de détective qui a été fait pour recueillir des preuves à partir de l’observation originale a été fantastique et relativement rare.” Sans aucun doute, la chose la plus intéressante à propos du feuilleton est qu’il nous montre la science en action à une vitesse plus rapide que d’habitude ; La reproductibilité de tous les résultats est essentielle et le consensus scientifique basé sur les preuves accumulées est la marque de la méthodologie scientifique. Bien que sans oublier que la science faite à la hâte, comme toute autre chose, aboutit à des résultats peu fiables.

Soit dit en passant, trois articles théoriques basés sur la DFT ont également été publiés sur arXiv aujourd’hui. Je ne pense pas qu’aucun d’eux ne vous intéresse, mais juste au cas où. Une critique du travail de Griffin avec DFT est publiée, ses conclusions sur l’existence de deux bandes plates à moitié remplies pourraient être incorrectes; selon de nouveaux résultats DFT, ses conclusions sont biaisées par les paramètres qu’il a utilisés (rappelez-vous que je l’ai dit à l’époque, LCMF, 01 août 2023, ses paramètres ne m’ont pas convaincu après les avoir comparés avec d’autres résultats DFT publiés le même jour, et depuis lors). Selon les nouvelles simulations DFT, le LK-99 étudié par Griffin est un semi-conducteur, sans possibilité d’être un supraconducteur (comme je l’ai suggéré entre les lignes, bien qu’elle l’ait par la suite nié sur Twitter en raison des critiques reçues). L’article est Michael W. Swift, John L. Lyons, “Commentaire sur” l’origine des bandes plates isolées corrélées dans l’apatite de phosphate de plomb substitué par du cuivre “”, arXiv: 2308.08458 [cond-mat.supr-con] (15 août 2023), doi : https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.08458.

Malgré ce commentaire, un autre article avec DFT soutient les résultats de Griffin ; le dopage au cuivre des ions plomb 4f (comme Griffin) et 6h (que Griffin elle-même a montré énergétiquement plus favorable) est étudié. Il est proposé que la synthèse de LK-99 conduise à un mélange des phases 4f (dopée au Pb(1), dite Wyckoff position 4f) et 6h (dopée au Pb(2), Wyckoff position 6h), dans des proportions différentes. , ce qui expliquerait la diversité des résultats publiés dans les expériences. En phase 4f le dopage au cuivre introduit une transition entre un état semi-conducteur et un état semi-métallique avec deux bandes plates à moitié remplies. Dans la phase 6h, le dopage au cuivre ne présente pas ladite transition, le matériau dopé étant un semi-conducteur. L’article est Ran Liu, Ting Guo,…, Tianxing Ma, “Une phase différente conduit à un comportement de transport différent dans les composés Pb9Cu(PO4)6O,” arXiv:2308.08454 [cond-mat.supr-con] (15 août 2023), doi : https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.08454.

Et un troisième article effectue une analyse thermodynamique des réactions de synthèse de LK-99, concluant qu’il conduit préférentiellement au Pb₈Cu₂(APRÈS₄)₆avec le dopage au cuivre de deux conducteurs Pb(1) et sans oxygène supplémentaire, au lieu de Pb₉Avec (PO₄)₆Ou (ce que Griffin et la plupart des théoriciens DFT ont utilisé), ou Pb₉Avec (PO₄)₆(OH)₂ (ce qui est considéré dans le soi-disant Article de Princeton Et quelques autres). Ce composé (avec x = 2 dans la formule originale du LK-99) est également un semi-conducteur, sans aucune trace de supraconductivité. Mais les auteurs proposent qu’il serait intéressant de le synthétiser en laboratoire. Le nouvel élément est la stabilité de phase du plomb phosphate apatite pb_10−xCu_X(APRÈS₄)₆O, Pb_10−xCu_X(APRÈS₄)₆(OH)₂et Pb₈Cu₂(APRÈS₄)₆,» arXiv:2308.07941 [cond-mat.mtrl-sci] (14 août 2023), doi : https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.07941.

En résumé, trois articles avec DFT qui ont les problèmes habituels de ces articles ; leurs conclusions doivent être prises avec une grande prudence (par rapport à l’éventuelle supraconductivité du matériau étudié). La plus pertinente aujourd’hui est l’actualité de Dan Garisto, qui fait l’objet de vives critiques sur les réseaux sociaux chinois et coréens. Mais en dehors de l’univers asiatique, la plupart font confiance à la science allemande et au prestige de la Nature. Mais ne vous y trompez pas, jusqu’à ce qu’un consensus scientifique soit atteint, le scepticisme devrait être votre bannière.