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入力2023.08.06. 午前 11:25

キム・インイン記者

超伝導学会、「LK-99」再現を試み中だが「硫酸鉛」材料需給に難あり
量子エネルギー研究所のサンプルで「クロス検証」予定...”検証結果、もう少し時間がかかる”


LK-99関連論議日誌

1991年  高麗大学チェ・ドンシク教授(1943~2017)
     「統計力学的方法による超伝導(ISB)理論」発表
1995年   チェ・ドンシク教授研究室所属のイ・ソクベ研究員「ISB理論による超伝導現象説明」論文発表
1999年  高麗大学非専任教授イ・ソクベ、研究員キム・ジフン新物質LK-99発見
2004年  イ・ソクベ、「新しい高分子超伝導体の理論的提案と合成」論文発表イ・ソクベなどクォンタムエネルギー研究所設立
2008年7月 などクォンタムエネルギー研究所設立
2020年7月 クォンタムエネルギー研究所、「超伝導体を含む低抵抗セラミック化合物」特許出願
2022年8月  “常温常圧超伝導セラミック化合物およびその製造方法特許出願
2023年2月 クォンタムエネルギー研究所、YouTubeチャンネル開設、超伝導体デモ映像公開
3月    クォンタムエネルギー研究所、「常温・常圧超伝導体(LK-99)開発のための考察」論文学会投稿
7月22日 「最初の常温・常圧超伝導体開発論文2編インターネット公開」
26日   論文が知られており、海外メディアやSNSなどの議論加熱
8月1日  中国・航工「合成結果の超伝導の観測はできず、新しい半導体物質と推定」
     米国ローレンスバークレー国立研究所「シミュレーション結果理論上可能性がある」
現在  ㅇ世界各国の研究機関で公開された製造方法を通じて検証が進行中



6日、科学界によると、5日、検証委員会の1次ブリーフィング資料を通じて検証手続きを以下のように予想した。LK-99が超伝導体であることを証明するには、様々な手続きを踏まなければならない。「まず、論文に提示された方法により、3機関がLK-99サンプルを再現し、常温・常圧環境で超伝導特性を測定する」としながらも、「LK-99製造に必要な材料である硫酸鉛(PbSO4)の需給が2週間以上難しく、最初の検証結果が出るまでもう少し時間がかかるだろう」と明らかにした。


また、「検証委が独自に製作したサンプルで超伝導特性が観測されなくても、量子エネルギー研究所で製作した元のサンプルは常温・常圧超伝導特性を示すことができる」と述べた。量子エネルギー研究所から試料を提供されれば、著者らが論文で提示したデータと同じデータを作ることができなければならない。

代表的に試料の電気抵抗を測定し、「超伝導量子干渉装置」(SQUID)を活用して試料の磁化率(磁石の近くで磁性を帯びる程度)を測定する。複数の機関が同じ方法で測定・分析を行った後、検証委員会の会議を経て結論を出す予定だ。


検証委員会は、続けて「追加的に量子エネルギー研究所側の試料を提供してもらい、その試料に対する交差測定が必要だ」と強調した。超伝導現象の実現が単純な研究ではなく、クロス検証が行われなければならないため、8月末頃に検証結果が出る見通しだ。


(参考)

 一方、検証委員会は試料製作に必要な硫酸鉛の需給に時間がかかり、検証結果を8月末かそれ以降に出すと予想される。ただし、量子エネルギー研究所側が試料を提供すれば、より早くなる可能性がある。このうち、韓国エネルギー工科大学の研究陣が量子エネルギー研究所側から試料を提供され、高性能電子顕微鏡で分析しており、正確な検証結果がここから出る可能性もある。エネルギー工科大学は、エネルギー素材としてこの物質を活用する可能性を主に研究しているという。精密な分析・研究結果は数ヶ月かかるが、基本的な特性は先に出る可能性がある。


 一方、LK-99研究に参加したキム・ヒョンタク、ウィリアム=アンド=メリー大学の研究教授は、LK-99が示す電気抵抗、マイスナー効果、不連続ジャンプ、オームの法則など4つの特性は超伝導体でなければ説明できないという主張を続けている。

ソウル大学校のパク・ジェギュン量子物質研究団長は「LK-99が超伝導体である可能性は非常に低い」としながらも、「ただ、酸化物の研究を長く続けてきた研究者も初めて聞く物質であるため、今回の論争の結論がどうであれ、基礎物性研究を続ける必要がありそうだ」と話した。


”現在までLK-99は常温超伝導体の証拠を提示できない”

検証委員会は、「これまで公開された論文と動画を根拠にすると、LK-99は常温大気圧下で超伝導性を維持する物質だと確定できない」とした。続けて「量子エネルギー研究所の論文データは、一般的な超伝導体が示す特性と異なる」とし、「抵抗グラフで抵抗が0ではなく、臨界温度付近ではむしろ金属の温度・抵抗の様子を示している」と説明した。

超伝導現象は、特定の温度以下で電気抵抗が0になる物質だ。一度発生した電流はエネルギー損失なしに無限に流れる。特徴的に外部磁場(Magnetic Field)を排除する「マイナス効果」が現れる。しかし、検証委員会が1次分析でこのような証拠を見つけられなかったということだ。

検証委は「動画で試料の動きは超伝導体ではない物質でも観察することができる」とし、「映像でLK-99は磁石の上に浮いているが、常に一部が磁石にくっついた状態であり、動いた後は振動する姿を見せる」と指摘した。

その上で、「このような特性は超伝導体の磁気浮上特性と一致しない」とし、「論文では完璧なサンプルではないので一部だけ浮上すると主張したが、磁石と試料の間に引力が作用する部分があり、相対的な反発力で試料が磁石から一定の距離を維持していると解釈することもできる」と付け加えた。

一方、検証委は1次分析が量子エネルギー研究所が主張するLK-99の超伝導体の可能性を否定するものではないと明らかにした。また、海外の研究陣がコンピューターシミュレーションを通じてLK-99が超伝導体の可能性があると明らかにしたことについて限界があると指摘した。超伝導現象を説明できる理論がないため、シミュレーション結果だけではLK-99の現象を検証できないという指摘だ。


(参考)

ネイチャーによると、ここ数日、この物質を再現する試みが行われたが、超伝導性があるという直接的な証拠は確保されなかった。インド国立物理研究所と中国北航大学がLK-99の標本を作ったが、韓国チームの標本と違いがあると分析された。

航空航天大学はLK-99の標本を作り、X線回折という原子画像技術で構造を調べ、LK-99と構造的に「非常に一致する」という結論を出した。しかし、英国ユニバーシティカレッジロンドンの化学者であるロバート・ファルグレーブは、航空航天大が使用した材料が韓国チームの原料と異なり、X線回折で調べたパターンも韓国研究チームのパターンとは異なると説明した。

中国東南大学は実験を通じて常温ではないが、マイナス163℃でほぼ無抵抗状態に達することを確認したと発表した。しかし、この研究も超伝導体の特徴であるマイスナー効果は確認できなかった

一部の科学者たちは理論的な研究で証明を試みている。米国ローレンスバークレー国立研究所のシネド・グリフィン博士は密度汎関数理論を通じてLK-99の電子構造を計算し、超伝導特性を示すという計算結果を発表した。しかし、この計算結果がLK-99が超伝導体であることを証明するものではないという慎重な見解を付け加えた。

国内では、韓国超伝導低温学会のLK-99検証委員会が4日のブリーフィングを通じて、現在までに報告された海外研究で超伝導性を確認した検証結果はなかったと明らかにした。理論研究では、LK-99が電子が互いに強く相互作用して現れる不導体状態である「モット不導体」の可能性が高いことを示していると説明した。


상온초전도체 LK-99 검증 결과 「빠르고도 8월말」...이유는?

입력 2023.08.06. 오전 11:25

김·인 인 기자

초전도 학회, 「LK-99」재현을 시도중이지만 「유산 납」재료 수급에 난 있어
료코 에너지 연구소의 샘플로 「크로스 검증」예정...”검증 결과, 좀 더 시간이 걸린다”


LK-99 관련 논의 일지

1991년 고려대학 최·돈시크교수(19432017)
     「통계역학적 방법에 따르는 초전도(ISB) 이론」발표
1995년 최·돈시크교수연구실 소속의 이·소크베 연구원 「ISB 이론에 의한 초전도 현상 설명」논문 발표
1999년 고려대학비전임 교수이·소크베, 연구원 김·지훈 신물질 LK-99 발견
2004년이·소크베, 「새로운 고분자초전도체의 이론적 제안과 합성」논문 발표이·소크베 등 콴텀 에너지 연구소 설립
2008년 7월 등 콴텀 에너지 연구소 설립
2020년 7월 콴텀 에너지 연구소, 「초전도체를 포함한 저저항 세라믹 화합물」특허 출원
2022년 8월 “상온 상압초전도 세라믹 화합물 및 그 제조 방법 특허 출원
2023년 2월 콴텀 에너지 연구소, YouTube 채널 개설, 초전도체 데모 영상 공개
3월 콴텀 에너지 연구소, 「상온·상압초전도체(LK-99) 개발을 위한 고찰」논문 학회 투고
7월 22일 「최초의 상온·상압초전도체 개발 논문 2편인터넷 공개」
26일 논문이 알려져 있어 해외 미디어나 SNS등의 논의 가열
8월 1 일중국·항공 「합성 결과의 초전도의 관측은 하지 못하고, 새로운 반도체 물질이라고 추정」
     미국 로렌스 바클리 국립 연구소 「시뮬레이션 결과 이론상 가능성이 있다」
현재 세계 각국의 연구기관으로 공개된 제조 방법을 통해서 검증이 진행중



6일, 과학계에 의하면, 5일, 검증 위원회의 1차 브리핑 자료를 통해서 검증 수속을 이하와 같이 예상했다.LK-99가 초전도체인 것을 증명하려면 , 님 들인 수속을 밟지 않으면 안 된다.「우선, 논문에 제시된 방법에 의해, 3 기관이 LK-99 샘플을 재현해, 상온·상압 환경에서 초전도 특성을 측정한다」라고 하면서도, 「LK-99 제조에 필요한 재료인 유산 납(PbSO4)의 수급이 2주간 이상 어렵고, 최초의 검증 결과가 나올 때까지 좀 더 시간이 걸릴 것이다」라고 분명히 했다.


또, 「검증위가 독자적으로 제작한 샘플로 초전도 특성이 관측되지 않아도, 료코 에너지 연구소에서 제작한 원의 샘플은 상온·상압초전도 특성을 나타낼 수 있다」라고 말했다.료코 에너지 연구소로부터 시료가 제공되면,저자등이 논문으로 제시한 데이터와 같은 데이터를 만들 수 없으면 안 된다.

대표적으로 시료의 전기 저항을 측정해, 「초전도 료코 간섭 장치」(SQUID)을 활용해 시료의 자화율(자석의 근처에서 자성을 띠는 정도)을 측정한다.복수의 기관이 같은 방법으로 측정·분석을 실시한 후, 검증 위원회의 회의를 거치고 결론을 낼 예정이다.


검증 위원회는, 계속해 「추가적으로 료코 에너지 연구소측의 시료를 제공받아, 그 시료에 대한 교차 측정이 필요하다」라고 강조했다.초전도 현상의 실현이 단순한 연구가 아니고, 크로스 검증을 하지 않으면 안 되기 때문에, 8월말무렵에 검증 결과가 나올 전망이다.


(참고)

 한편, 검증 위원회는 시료 제작에 필요한 유산 납의 수급에 시간이 걸려, 검증 결과를 8월말이나 그 이후에 낼 것으로 예상된다.다만, 료코 에너지 연구소측이 시료를 제공하면, 보다 빨리 될 가능성이 있다.이 중,한국 에너지 공과대학의 연구진이 료코 에너지 연구소측으로부터 시료가 제공되어 고성능 전자현미경으로 분석하고 있어, 정확한 검증 결과가 여기에서 나올 가능성도 있다.에너지 공과대학은, 에너지 소재로서 이 물질을 활용할 가능성을 주로 연구하고 있다고 한다.정밀한 분석·연구 결과는 수개월 걸리지만, 기본적인 특성은 먼저 나올 가능성이 있다.


 한편, LK-99 연구에 참가한 김·홀타크, 윌리엄=앤드=메리 대학의 연구 교수는, LK-99가 나타내 보이는 전기 저항, 마이스너 효과, 불연속 점프, 오옴의 법칙 등 4개의 특성은 초전도체가 아니면 설명할 수 없다고 하는 주장을 계속하고 있다.

서울 대학교의 박·제굴 료코 물질 연구 단장은 「LK-99가 초전도체일 가능성은 매우 낮다」라고 하면서도, 「단지, 산화물의 연구를 길게 계속해 온 연구자도 처음으로 (듣)묻는 물질이기 위해, 이번 논쟁의 결론이 어떻게든, 기초 물성 연구를 계속할 필요가 있을 듯 하다」라고 이야기했다.


”현재까지 LK-99는 상온초전도체의 증거를 제시할 수 없다”

검증 위원회는, 「지금까지 공개된 논문과 동영상을 근거로 하면, LK-99는 상온 대기압하?`나초전도성을 유지하는 물질이라고 확정할 수 없다」라고 했다.계속해 「료코 에너지 연구소의 논문 데이터는, 일반적인 초전도체가 나타내 보이는 특성과 다르다」라고 해, 「저항 그래프로 저항이 0이 아니고, 임계 온도 부근에서는 오히려 금속의 온도·저항의 님 아이를 나타내고 있다」라고 설명했다.

초전도 현상은, 특정의 온도 이하로 전기 저항이 0이 되는 물질이다.한 번 발생한 전류는 에너지 손실없이 무한하게 흐른다.특징적으로 외부 자장(Magnetic Field)을 배제하는 「마이너스 효과」가 나타난다.그러나,검증 위원회가 1차 분석으로 이러한 증거를 찾아낼 수 없었다라고 하는 것이다.

검증위는 「동영상으로 시료의 움직임은 초전도체가 아닌 물질에서도 관찰할 수 있다」라고 해, 「영상으로 LK-99는 자석 후에 남고 있지만, 항상 일부가 자석에 들러붙은 상태이며, 움직인 다음은 진동하는 모습을 보인다」라고 지적했다.

그 위에, 「이러한 특성은 초전도체의 자기 부상 특성과 일치하지 않는다」라고 해, 「논문에서는 완벽한 샘플은 아니기 때문에 일부만 부상한다고 주장했지만,자석과 시료의 사이에 인력이 작용하는 부분이 있어, 상대적인 반발력으로 시료가 자석으로부터 일정한 거리를 유지하고 있다고 해석할 수도 있다」라고 덧붙였다.

한편, 검증위는 1차 분석이 료코 에너지 연구소가 주장하는 LK-99의 초전도체의 가능성을 부정하는 것은 아니면 분명히 했다.또, 해외의 연구진이 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 LK-99가 초전도체의 가능성이 있다와 분명히 했던 것에 대해 한계가 있다라고 지적했다.초전도 현상을 설명할 수 있는 이론이 없기 때문에, 시뮬레이션 결과만으로는 LK-99의 현상을 검증할 수 없다고 하는 지적이다.


(참고)

네이쳐에 의하면, 여기 몇일, 이 물질을 재현하는 시도를 했지만, 초전도성이 있다라고 하는 직접적인 증거는 확보되지 않았다.인도 국립 물리 연구소와 중국북항대학이 LK-99의 표본을 만들었지만,한국 팀의 표본과 차이가 있다라고 분석되었다.

항공항천대학은 LK-99의 표본을 만들어, X선회절이라고 하는 원자 화상 기술로 구조를 조사해LK-99로 구조적으로 「매우 일치한다」라고 하는 결론을 냈다.그러나, 영국 유니버시티 컬리지 런던의 화학자인 로버트·파르그레이브는, 항공항천대가 사용한 재료가 한국 팀의 원료와 달리,X선회절로 조사한 패턴도 한국 연구팀의 패턴과는 다른이라고 설명했다.

중국 동남 대학은 실험을 통해서 상온은 아니지만, 마이너스 163℃으로거의 무저항 상태에 이르는 것을 확인했다고 발표했다.그러나, 이 연구도 초전도체의 특징이다마이스너 효과는 확인할 수 없었다.

일부의 과학자들은 이론적인 연구로 증명을 시도하고 있다.미국 로렌스 바클리 국립 연구소의 시네드·그리핀 박사는 밀도범함수 이론을 통해서 LK-99의 전자 구조를 계산해, 초전도 특성을 나타낸다고 하는 계산 결과를 발표했다.그러나, 이 계산 결과가 LK-99가 초전도체인 것을 증명하는 것은 아니라고 하는 신중한 견해를 덧붙였다.

국내에서는, 한국초전도 저온 학회의 LK-99 검증 위원회가 4일의 브리핑을 통해서, 현재까지 보고된 해외 연구로 초전도성을 확인한 검증 결과는 없었다고 분명히 했다.이론 연구에서는,LK-99가 전자가 서로 강하게 상호작용 해 나타나는 부도체 상태인 「못트 부도체」의 가능성이 높은일을 나타내고 있다고 설명했다.



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