Tajemství zázračného kamene. Po letech výzkumu prý vědci nalezli supravodič fungující za běžných teplot

Objednejte si k odběru newslettery a informační servis Respektu

Podařilo se jihokorejským fyzikům objevit látku, kterou by i za běžných teplot protékal elektrický proud bez jakéhokoliv odporu? Supravodič fungující bez chlazení, za normálních každodenních teplotních podmínek, by mohl změnit dopravu, energetiku, výpočetní techniku a řadu dalších oblastí lidské činnosti. Odpovídá tomu míra vzrušení, ale i skepse, jež nedávné oznámení jihokorejských vědců, že takový materiál skutečně nalezli, po celém světě provází. Informace, které o svém výzkumu publikovali, jsou nicméně kusé a neprošly recenzním řízením, takže na závěry je zatím brzy.

Pokud jste někdy byli na nějakém komplikovanějším vyšetření pomocí magnetické rezonance, supravodiče znáte. Tunel, do kterého lékaři vsunuli vaše tělo, obklopoval obrovský elektromagnet tvořený kovovými supravodivými cívkami. Elektrický proud v nich teče bez jakéhokoliv odporu, což umožňuje vznik velmi silného magnetického pole, aniž by se zařízení přehřálo a aniž by spotřebovalo příliš mnoho energie.

Je to vlastně dost neuvěřitelné: když do supravodivé cívky pustíte proud, teče jí klidně několik let, i když odpojíte zdroj. Je to tím, že kov skutečně neklade elektřině žádný odpor. Zázrak připomínající perpetuum mobile je ale v praxi zatím možný jen za velmi nízkých teplot. Zmíněné supravodivé magnety pro magnetickou rezonanci se musejí chladit kapalným heliem na teploty blízké absolutní nule (minus 273,15 stupně Celsia), což je technicky náročné a drahé. S výjimkou některých extrémních aplikací, jako jsou kromě lékařských přístrojů třeba levitující magnetické vlaky MagLev nebo urychlovače částic, se proto tyto supravodiče moc nepoužívají.

O něco lépe jsou na tom tzv. vysokoteplotní supravodiče, termín „vysokoteplotní“ je ovšem trochu eufemismus; nevyžadují už sice kapalné hélium, stačí kapalný dusík a některé fungují i při teplotě kolem minus 140 ºC – ani tu ale není jednoduché zajistit. Navíc mají zásadní nevýhodu – nejsou to už většinou kovy, ale zpravidla křehké keramické materiály, z nichž není snadné vyrobit „drát“, vodič. I ony si tedy širší využití teprve hledají.

Jihokorejští vědci nyní údajně vytvořili supravodič, který funguje nejen za pokojové teploty, ale i za teploty vyšší, nad bodem varu vody, a za běžného atmosférického tlaku. Základem krystalické látky označované LK-99 je sloučenina blízká minerálu zvanému apatit, která obsahuje olovo, kyslík a fosfor. Tu vědci obohatili mědí, jejíž atomy nahradily v krystalické mřížce některé atomy olova. Jak uvedl časopis Science, výrobní postup je přinejmenším zdánlivě dost jednoduchý: prostě si nový minerál upečete v laboratoři v pícce, vyndáte jej - a máte zázračný supravodič. Akcie firem, které se supravodivostí zabývají, vystřelily po oznámení jihokorejských vědců vzhůru.

Skeptické hlasy ale připomínají, že výchozí minerál podobný apatitu je nevodivý, a je dost divné, že by se tímto nepříliš složitým zásahem změnil rovnou v supravodič. Atomy mědi se navíc atomům olova dost podobají a není příliš jasné, proč by měly do materiálu vnést tak dramatickou změnu. „Na začátku máte  kámen – a na konci zase jen kámen,“ shrnul to pro Science lapidárně teoretický fyzik Michael Norman z Argonnské národní laboratoře.

Také podle Korejské společnosti pro supravodivost a kryogeniku nelze na základě dat, které objevitelé publikovali, zatím hovořit o průlomu. Společnost také ve čtvrtek oznámila, že se její partnerské organizace, například Soulská národní univerzita, pokusí experiment zopakovat. Zároveň vyzvala tým objevitelů, aby předložil vzorky LK-99, jež by mohly být nezávisle otestovány.

Někteří vědci se k možnosti, že skutečně došlo k průlomu, staví optimističtěji. Například podle fyzičky Nadye Mason z Illinoiské univerzity je možné, že se opravdu podařilo objevit zázračný materiál, který se svými vlastnostmi strefuje do požadavku supravodivosti za vysokých teplot. Žádný fyzikální zákon ostatně nevylučuje, že takový materiál existovat může. A vědci z jedné čínské univerzity už oznámili, že se jim podařilo pokus zopakovat - že zázračný supravodič vyrobili také.

Video, které zveřejnili, údajně ukazuje úlomek LK-99 levitující v magnetickém poli, což je vlastnost supravodičů. Podle kritických hlasů ale čínský experiment supravodivé vlastnosti vyrobeného úlomku neprokazuje. Pokud by LK-99 zázračným supravodičem skutečně byl, vypukne závod o to, kdo z „kamene“ (přesněji minerálu) dokáže vyrobit vodič použitelný i jinde než v laboratoři. Kdyby se i to zdařilo, vypukla by skutečná revoluce. Můžeme si představit třeba elektrickou rozvodnou síť distribuující proud beze ztrát, tedy mnohem ekonomičtěji. Případně zcela nová úložiště energie, prudký rozvoj kvantových počítačů, dramatické zlevnění „létajících“ magnetických rychlovlaků a podobně. Vypadá to až příliš krásně, ale třeba to zázračný „kámen“ opravdu zařídí.

Předchozí vydání najdete na webu respekt.cz v rubrikách Informační servis a Newsletter