Cos'è un superconduttore ambientale e perché si parla di LK

La superconduttività sta vivendo un momento. L’idea di sviluppare tecniche per trasportare l’elettricità senza resistenza è allettante perché ha il potenziale per rivoluzionare l’industria energetica, riducendo gli sprechi, abbassando le bollette e contribuendo a frenare il riscaldamento globale. Ma finora la superconduttività è stata raggiunta solo a temperature estreme – come -269°C (-452°F) – o pressione, limitandone l’uso a una manciata di applicazioni costose come gli scanner MRI ospedalieri. Ecco perché le affermazioni di quest'anno su una svolta nella scoperta della prima tecnologia superconduttrice a temperatura ambiente hanno attirato l'attenzione del mondo e innescato impennate in alcuni titoli coreani e cinesi. Alcuni scienziati hanno espresso seri dubbi sul superconduttore LK-99 ma, a causa del suo potenziale di trasformare la vita come la conosciamo, il concetto è diventato un'ossessione per tutti, dai ricercatori rispettati agli streamer di Twitch e alle celebrità di TikTok.

1. Cos'è un superconduttore?

Le proprietà temperamentali dell'elettricità hanno ipnotizzato artisti del calibro di Benjamin Franklin e Nicola Tesla. In circostanze normali, l’elettricità è difficile da inviare da un luogo all’altro perché gli elettroni si scontrano tra loro, creando calore e riducendo la potenza. I superconduttori sono materiali che conducono elettricità con una resistenza quasi pari a zero, in determinate condizioni. Attualmente è noto che mostrano tali proprietà solo in condizioni di raffreddamento estremo o pressione estrema. Nel 1911, il mercurio divenne il primo materiale scoperto ad avere questa proprietà. Da allora, si è scoperto che leghe metalliche, ceramiche e altri materiali conducono elettricità con una resistenza quasi nulla, ma solo quando sottoraffreddati.

2. Cos'è un superconduttore a temperatura ambiente e perché è importante?

Un superconduttore a temperatura ambiente e pressione ambiente può condurre elettricità senza resistenza e senza dover essere raffreddato quasi allo zero assoluto o richiedere un’enorme pressione. La creazione e lo sviluppo di questo materiale potrebbero rivoluzionare il trasporto di elettricità e ridurre le emissioni di gas serra: l’energia solare o eolica rinnovabile potrebbe essere inviata su grandi distanze senza perdite significative, ad esempio. Potrebbero aumentare notevolmente la fattibilità di tutto ciò che utilizza l’elettromagnetismo e potrebbero accelerare lo sviluppo di un reattore a fusione commercialmente valido. È stato definito “uno degli obiettivi più ambiti in tutta la scienza dei materiali e nella fisica della materia condensata” dalla rivista Science.

3. A cosa servono attualmente i superconduttori?

Vengono utilizzati per realizzare elettromagneti potenti e più efficienti, che possono essere utilizzati per creare bobine in alcune macchine per risonanza magnetica (MRI), consentendo ai medici di esaminare i tessuti molli. I magneti superconduttori vengono utilizzati in Giappone per sollevare i treni sopra i binari attraverso la levitazione magnetica, eliminando l'attrito. Questi magneti superconduttori sono fondamentali anche per gli acceleratori di particelle come il Large Hadron Collider del CERN, nonché per la ricerca sulla fusione nucleare. Anche i computer quantistici, come quelli costruiti da Microsoft Corp. e Google di Alphabet Inc., si basano sui superconduttori.

4. Cosa rende la superconduttività così difficile?

Gran parte della ricerca sui superconduttori si è concentrata su teorie su ciò che accade all’interno dei materiali quando vengono raffreddati radicalmente. Recentemente, gli scienziati hanno utilizzato la modellazione computazionale per identificare le possibili disposizioni degli atomi e le proprietà chimiche dei materiali che potrebbero creare superconduttori che funzionano in diverse condizioni. Ma rimane un numero immenso di possibili combinazioni che richiederebbero di essere testate.

5. Qual è la nuova affermazione?

Due articoli di scienziati dei materiali del Quantum Energy Research Center e del Korea Institute of Science and Technology, entrambi a Seoul, affermavano di aver sintetizzato un materiale superconduttore a temperatura ambiente “per la prima volta al mondo”. Il composto, che hanno chiamato LK-99, è formato da piombo, fosforo e ossigeno. I ricercatori affermano di aver dimostrato la superconduttività dell'LK-99 dimostrando come il materiale risponde quando l'elettricità viene spinta attraverso di esso o quando viene esposto a campi magnetici, il tutto senza raffreddare il materiale o metterlo sotto pressione. I documenti sono stati condivisi prima della pubblicazione, il che significa che il lavoro non è stato esaminato da colleghi esperti. Tuttavia, i documenti hanno spinto ricercatori e laboratori a livello globale a tentare di replicare i risultati. Almeno una persona ha trasmesso in live streaming i suoi sforzi su Twitch.