LK

Ein Physiker erklärt LK-99 und den Reiz „unidentifizierter supraleitender Objekte“.

Dies war ein bahnbrechender Sommer in der Welt des „schwebenden Rockdramas“. Vor zwei Wochen behaupteten Wissenschaftler in Südkorea in zwei Entwürfen, die nicht von Experten begutachtet wurden, dass sie einen Supraleiter bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck gefunden hätten, und beschrieben, wie man ihn herstellt. Theoretisch könnte dieses magische Material unsere Welt revolutionieren. Es schwebt auch. Die angebliche Entdeckung wurde zu einer Internet-Sensation. Forscher und Heimwerker beeilten sich gleichermaßen, es nachzubilden; Aktien schossen in die Höhe; Das Internet schwatzte. Aber Physiker mahnten zur Vorsicht: Frühere Behauptungen über Raumtemperatur-Supraleiter haben sich nicht bestätigt. Bisherige Replikationsversuche scheiterten. Das Ganze entwickelte sich zu einem sehr nerdigen Social-Media-Zirkus.

Wenn Sie wie ich unter einem Felsen gelebt haben (und nicht unter einem schwimmenden Felsen), verstehen Sie möglicherweise nicht die Bedeutung dessen, was hier behauptet wird. Grundsätzlich handelt es sich bei einem Supraleiter um ein Material mit einer besonderen Eigenschaft: Elektrischer Strom fließt widerstandslos durch ihn, das heißt, auf dem Weg geht keine Energie verloren. Dies ist eine äußerst wertvolle Eigenschaft, da der Widerstand die Ursache für erhebliche Verschwendung ist, wenn Strom durch Kabel vom Kraftwerk zur Elektronik gelangt.

Supraleiter sind in bestimmten Bereichen bereits heute im Einsatz – zum Beispiel in MRT-Geräten in Krankenhäusern –, aber diese Supraleiter müssen bei extrem niedrigen Temperaturen gehalten werden. Der große Anspruch hinter dem neu angekündigten Material – einer Mischung aus Blei, Sauerstoff, Phosphor und Kupfer mit der Bezeichnung LK-99 – besteht darin, dass es bei Raumtemperatur Elektrizität ohne Widerstand überträgt. Ein solches Material wäre ein wissenschaftliches Wunderwerk, das die Infrastruktur völlig neu gestalten und unzählige Energiemengen einsparen könnte. Aufgrund eines Zusammenspiels magnetischer Kräfte können Supraleiter auch schweben. Auch hier gibt es einige ziemlich erstaunliche, wenn auch theoretische Anwendungen: Was wäre, wenn Züge schweben würden, anstatt auf Gleisen zu fahren?

Die aufgestellten wissenschaftlichen Behauptungen sind außergewöhnlich – und stoßen auf viele Zweifel und Kontroversen. Wo bleibt also die breite Öffentlichkeit und unser Verständnis der Physik, ganz zu schweigen von schwebenden Gesteinen? Ich habe mich mit Douglas Natelson, einem Professor für Physik und Astronomie an der Rice University, getroffen, um die Vor- und Nachteile einer viralen Verbreitung der Physik, seine Analyse der neuen Arbeiten und die Frage zu besprechen, ob wir in Zukunft zu mehr schwebendem Rock-Drama verdammt sind.

Unser Gespräch wurde aus Gründen der Klarheit gekürzt und bearbeitet.

Caroline Mimbs Nyce: Ich interessiere mich wirklich für die größeren Themen hier: Ist das eine Wissenschaftsgeschichte oder wirklich eine Technologiegeschichte? Ist es beides?

Douglas Natelson: Die Physik der kondensierten Materie – die Physik der Materialien – ist der Zweig der Physik, der tatsächlich mehr Einfluss auf Ihren Alltag hat als so ziemlich alles andere in der gesamten Disziplin der Physik. Und ich denke, dass es im Vergleich zu Schwarzen Löchern, der Teilchenphysik und so weiter zu kurz kommt. In gewisser Weise ist es also sehr schön, so viel Aufregung über diesen Zweig auf diesem Gebiet zu sehen, denn kondensierte Materie erklärt wirklich die gesamte Technologie, die dafür sorgt, dass Sie und ich im ganzen Land telefonieren können. Im weiteren Sinne erklärt es, warum Sie gerade nicht durch den Boden fallen, und warum Feststoffe fest sind, und Dinge wie, wie Wasser kocht und wie Magnete funktionieren. Es untermauert wirklich so ziemlich alles um dich herum.

Nyce:Was ist diese Woche eigentlich los?

Natelson: Supraleiter leiten elektrische Ströme – einen Gleichstrom – ohne Widerstand. Die Drähte in Ihrem Toaster leuchten, weil Strom durch sie fließt und sie einen Widerstand haben, sodass sie wie eine Heizung wirken. Bei einem Supraleiter ist der Widerstand Null. Es ist nicht nur klein – es ist Null. Supraleitung wurde vor 112 Jahren bei sehr, sehr niedrigen Temperaturen entdeckt. Es wäre sehr spannend, wenn man Materialien bekommen könnte, die dies bei Raumtemperatur tun. Raumtemperatur-Supraleiter mit den richtigen anderen Eigenschaften wären für Elektronik, Stromerzeugung, Motoren – alle Arten von Technologien – sehr nützlich. Diese Materialien schließen auch Magnetfelder vollständig aus. Sie können schweben, wenn sie in der Nähe eines Magneten platziert werden. Die Technologie, über die gesprochen wurde, ist beispielsweise die Magnetschwebebahn für Züge, bei der ein Zug über den Schienen schweben könnte, anstatt tatsächlich auf den Rädern auf den Schienen zu rollen.

Also tauchten ein paar Vorabdrucke von einigen Leuten aus Südkorea auf, und die Titel erregten einigermaßen Aufmerksamkeit. Sie behaupten, einen Supraleiter bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck entdeckt zu haben. Was dies von einigen anderen früheren Behauptungen unterschied, ist, dass diese Leute tatsächlich ein ziemlich klares Rezept dafür vorgelegt haben, was sie bei der Herstellung des Materials getan haben. Also sagten sie: „Wir haben diese Ausgangsmaterialien genommen und sie auf diese Weise gebacken, sie zermahlen und diese anderen Sachen gemacht.“ Und sie haben uns so ziemlich ein Schritt-für-Schritt-Rezept für das gegeben, was sie angeblich getan haben. Es ist sehr gut, dass sie tatsächlich ein Rezept veröffentlicht haben; man könnte sich vorstellen, dass jemand geheimnisvoll ist.

Eine Menge Leute sind aktiv geworden, darunter auch einige Amateure im Internet. Ich denke, wir werden relativ schnell etwas viel Bestimmteres wissen. Es dauert ein paar Tage, bis das Rezept gelingt. Wenn man es wirklich sorgfältig machen möchte, dauert es etwas länger. Die Zahlen, die Grafiken, die Daten in den Papieren sehen interessant aus. Aber je länger man sie betrachtet, desto klarer wird einem, dass es einige Probleme gibt. Es gibt eine Menge merkwürdiger Dinge in den Zeitungen – genau deshalb sollten andere Leute sich diese Dinge ansehen.

Es gab bereits Behauptungen über exotische Supraleitung. Sie kommen so oft vor, dass sie einen Spitznamen haben: nicht identifizierte supraleitende Objekte. Warum hat dieser Artikel so viel Aufmerksamkeit erregt? Ich denke, Twitter – oder X, oder wie auch immer wir es nennen – ist ein enormer Verstärker. Vor all dem Social-Media-Kram lief dies im Hintergrund in einer Art gewöhnlichem Wissenschaftsmodus ab, und die Öffentlichkeit war sich dessen einfach nicht bewusst. Und jetzt, mit den sozialen Medien, kann jemand, wenn er es bemerkt, im Grunde ein Megaphon haben, das mit mehreren Millionen Menschen spricht.

Nyce:Wie empfinden Sie diese Dynamik?

Natelson: Es gibt Vor- und Nachteile. Die Geschwindigkeit, mit der Informationen verbreitet werden, ist großartig. Ich denke, das Problem besteht darin, dass Menschen ohne Fachwissen nicht zwischen Dingen unterscheiden können, denen man Aufmerksamkeit schenken sollte, und Dingen, die man nicht ernst nehmen sollte. Und es ist nicht toll, wenn Dinge, die unausgegoren sind, am Ende stark verstärkt werden. Es macht mich nervös, dass Leute, die nichts über die Synthese von Festkörpermaterialien bei hohen Temperaturen wissen, versuchen, dieses Zeug auf ihrem Herd zu kochen. Ich mache mir nur Sorgen, dass du dich verletzen könntest.

Nyce: „Tu es nicht.“ Ist das Ihre offizielle Empfehlung?

Natelson:Meine offizielle Empfehlung lautet: „Probieren Sie das nicht zu Hause aus“, ja.

Nyce:Für mich hört es sich so an, als wären Sie hinsichtlich der Umsetzung dieser neuen Entdeckung nicht besonders optimistisch.

Natelson: Ich denke, jeder sollte das richtige Maß an Skepsis haben. Wir werden viel mehr wissen, wenn ein paar andere Leute dieses Zeug herstellen und eine Reihe sorgfältiger Messungen daran durchführen. Es muss darauf hingewiesen werden, dass niemand tatsächlich eine echte Levitation gezeigt hat, bei der das Ding wirklich keinen Kontakt mit einer Oberfläche hat. Man sieht, wie sich all diese Dinge neigen, was interessant ist, aber nicht wirklich schwebt.

Nyce:Sie haben erwähnt, dass es schon früher Hype-Zyklen gegeben hat – andere „nicht identifizierte supraleitende Objekte“.

Natelson: Hype-Zyklus ist nicht ganz der richtige Begriff. Es gab bereits andere Berichte über Supraleitung bei Raumtemperatur. Und dann wird das klassische Muster dieser Dinge nie wirklich reproduziert. Bisher haben sie es einfach nicht geschafft.

Nyce:Glauben Sie, dass wir dazu verdammt sind, dieses Muster zu wiederholen?

Natelson: Ich bin mir nicht sicher, ob ich diesen Ausdruck verwenden würde. Der Endpunkt, ein solches Material zu haben, ist so verlockend, oder? Es wäre sehr, sehr cool, wenn wir es wirklich bei Raumtemperatur verwenden könnten. Das ist so aufregend, dass es immer Leute geben wird, die danach suchen. Wenn man davon ausgeht, dass Menschen hin und wieder Fehler machen, dann wird man wahrscheinlich irgendwann immer auf ungenaue Behauptungen stoßen. Aber es gibt keine Regel, die besagt, dass die Physik der Supraleitung nicht bei Raumtemperatur stattfinden kann. Und deshalb ist es so spannend.

Nyce: Sollten wir uns erschöpft fühlen, wenn sich herausstellt, dass die neue Entdeckung nicht der magische Supraleiter ist, auf den wir hoffen? Oder sollten wir optimistisch bleiben?

Natelson: Ich drehe es um und stelle Ihnen eine Frage: Es gibt viele, viele Medikamente, die als potenzielle Heilmittel gegen Krebs vorgeschlagen werden. Viele von ihnen funktionieren am Ende einfach nicht. Viele Medikamente sehen auf den ersten Blick ziemlich aufregend aus, und dann haben sie nicht die Wirksamkeit, die wir erwartet haben. Sind wir davon abgestumpft?

Sie benötigen den Versuchszyklus. Um Fortschritte zu erzielen, müssen die Leute diese Dinge ausprobieren. Nicht alles führt unbedingt zum gewünschten Endziel, aber man lernt immer etwas.

Nyce:Was haben wir dieses Mal gelernt?

Natelson:Ich denke, es ist etwas zu früh, um zu sagen, was wir gelernt haben.

Nyce:Gerecht.

Natelson: Ich wünschte, die Leute würden ihr Pulver ein wenig trocken halten. Ich wünsche mir, dass die Leute, die nicht über Fachwissen verfügen, nicht unbedingt lautstarke, deklarative Aussagen machen würden. Wenn man sich die Wissenschaftler auf Twitter und anderen Orten ansieht, sagen die Leute warnende Dinge wie „Es ist interessant, aber ziehen Sie noch keine voreiligen Schlüsse.“ Wir müssen vorsichtig sein und dies überprüfen.“ Die Medienberichterstattung, die ich gesehen habe, scheint angemessen bemessen zu sein.

Es ist toll, dass sich die Leute für Materialien begeistern. Es ist einfach, durchs Leben zu gehen und nie darüber nachzudenken, wie großartig die Materialien um uns herum sind. Dass wir tatsächlich sehr viel über die Eigenschaften von Materialien verstehen, ist eine große geistige Leistung der Menschheit. Ich hoffe, dass die Leute nach all dem ein bisschen mehr Wertschätzung dafür haben.