LK-99 สิ่งมหัศจรรย์ที่จะปฏิวัติโลกไปตลอดกาล (หรือแค่เรื่องมโนไปเอง?)
LK-99 คือการค้นครั้งสำคัญครั้งใหม่ในวงการฟิสิกส์กับ มันเป็น "ตัวนำยิ่งยวด" หรือ ซูเปอร์คอนดักเตอร์ ( superconductor) ที่จะทำให้มนุษยชาติสร้างสิ่งประดิษฐ์ล้ำๆ มากมาย ถ้าการค้นพบครั้งนี้เป็นเรื่องจริง LK-99 จะทำให้โลกของเรามีสิ่งเหล่านี้
• ทำให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์เข้าถึงได้ง่ายขึ้น อาจถึงขั้นที่มีอยู่ในทุกเครัวเรือน ถ้าเป็นจริงมันจะทำให้การถอดรหัส และการคำนวณที่ซับซ้อนมากๆ สามารถทำได้อย่างรวดเร็ว และทำได้ทุกที่ทุกเวลา (แต่ก็หมายความว่าการถอดรหัสพาสเวิร์ด หรือการเข้ารหัสต่างๆ จะเสี่ยงที่จะถูกค้นพบได้มากขึ้นด้วย)
• รถไฟความเร็วสูง (MagLev Train) จะเร่งความเร็วได้มากกว่า 600 กม./ชม.
• หากทุกบ้านใช้สายไฟที่ทำจาก LK-99 จะสามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าสายไฟฟ้าในปัจจุบันถึงห้าเท่า หรือไม่ต้องใช้สายไฟหลายเส้นเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าไปตามบ้านหมดปัญหาสายไฟรุงรัง
• ชิปบนคอมพิวเตอร์จะก้าวไปถึงระดับ "ไร้ขอบเขต" เพราะการทำชิปไม่มีอุปสรรคอีกต่อไป ด้วยการลดจำนวนสายไฟในระบบให้น้อยลง ทำให้มีพื้นที่บนคอมพิวเตอร์ได้มากขึ้น ความร้อนภายในเครื่องน้อยลง และทำงานได้เร็วมากขึ้น
• สายไฟและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะมีประสิทธิภาพมากขึ้น เกิดความร้อนน้อย และช็อตได้ยาก
แต่มันเป็นเรื่องจริงหรือไม่?
มีงานวิจัย 2 ฉบับโพสต์ไปยังเซิร์ฟเวอร์ preprint ของ arXiv หรือคลังเอกสารรวบรวมบทความทางวิชาการในสาขาวิทยาศาสตร์-คณิตศาสตร์ โดย Sukbae Lee และ Ji-Hoon Kim จากศูนย์วิจัยพลังงานควอนตัมของเกาหลีใต้และเพื่อนร่วมงานเมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม ระบุถึงการสร้างวัตถุอย่าง LK-99 จัดเป็นตัวนำยิ่งยวด (superconductor) ที่สามารถผลิตสภาพนำยิ่งยวด (superconductivity) ในอุณหภูมิห้องได้แล้ว
“เป็นครั้งแรกในโลกที่เราประสบความสำเร็จ ในการสังเคราะห์ตัวนำยิ่งยวดที่สามารถทำงานในอุณหภูมิห้องได้ด้วยโครงสร้างตะกั่วอะพาไทต์ (LK-99) โดยสภาพนำยิ่งยวดของ LK-99 ได้ถูกทำการพิสูจน์ด้วยอุณหภูมิวิกฤต ความต้านทานเป็นศูนย์ กระแสวิกฤต และสนามแม่เหล็กวิกฤต” นักวิจัยชาวเกาหลีเผย
อย่างไรก็ตามยังเป็นที่สงสัยในกลุ่มนักฟิสิกส์เนื่องจากข้อมูลในรายงานยังไม่เป็นระเบียบมากพอ
ในเวลาต่อมา การศึกษาใหม่จากกลุ่มนักวิจัยต่างๆ ในจีนแผ่นดินใหญ่ ไต้หวัน และอินเดีย อ้างว่า LK-99 ไม่ใช่การค้นพบใหม่ และมันอาจะไม่เป็นแม่เหล็กด้วยซ้ำ ยิ่งไม่ต้องบอกว่ามันเป็น "ตัวนำยิ่งยวด"
ในขณะที่ ศูนย์ทฤษฎีสสารควบแน่นแห่งมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ สรุปการทดสอบจากแหล่งต่างๆ แล้วทวีตว่า "ด้วยความเสียใจอย่างมาก ตอนนี้เราเชื่อว่าเกมจบลงแล้ว LK99 ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวด ไม่ใช่แม้แต่ในระดับอุณหภูมิห้อง (หรืออุณหภูมิต่ำมาก)"
"ตัวนำยิ่งยวด" คืออะไร
ตัวนำยิ่งยวด เป็นธาตุหรือสารประกอบที่นำไฟฟ้าได้โดยมีความต้านทานไฟฟ้าใกล้ศูนย์ (เปรียบได้กับแรงเสียดทานในการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้า) และไม่มีการสูญเสียพลังงาน ภายใต้อุณหภูมิค่าหนึ่งหรือที่เรียกว่าอุณหภูมิวิกฤต และยังมีคุณสมบัติก่อให้เกิดปรากฎการไมสเนอร์ (Meissner Effect) เป็นปรากฏการณ์ขับสนามแม่เหล็กออกจากตัวนำยิ่งยวด เห็นได้จากการประยุกต์ใช้กับรถไฟฟ้าความเร็วสูง (MagLev Train) โดยตัวนำยิ่งยวดถูกค้นพบเมื่อ 100 ปีก่อนและเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบการขนส่งสมัยใหม่ ยา การเปลี่ยนถ่ายพลังงาน และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
อย่างไรก็ตามอาจมีข้อจำกัดอยู่เมื่อมีการนำวัตถุที่ใช้ในปัจจุบันอย่างทองแดง และอลูมิเนียมเป็นตัวนำกระแสไฟ เมื่อกระแสไฟไหลผ่านไปเรื่อยๆ จะเกิดการเสียพลังงานในรูปแบบความร้อน
อธิบายอย่างง่ายได้ว่า หากเปรียบรถบนท้องถนนเป็นอิเล็กตรอน (โดยที่มีขนาดเล็กกว่าและบรรจุไฟฟ้าได้) และท้องถนนเป็นสายไฟปกติ โดยมีการจราจรหนาแน่นบนท้องถนน มีรถชนกันทำให้รถติด ซึ่งการติดขัดในที่นี้เปรียบได้กับความต้านทานไฟฟ้า บวกกับการเดินทางผ่านสายไฟติดขัด ทำให้เกิดความร้อน ในทางกลับกันหากสภาพถนนที่มีรถวิ่ง (อิเล็กตรอน) เคลื่อนที่โดยปราศจากการปะทะหรืออุปสรรคที่ทำให้เคลื่อนตัวช้าลง สิ่งนี้เกิดขึ้นเช่นเดียวกับสภาพนำยิ่งยวดซึ่งไม่มีการต้านทานเพื่อชะลอการเคลื่อนตัวของกระแสไฟฟ้า ทำให้ไม่สูญเสียพลังงานความร้อน
ในตัวนำยิ่งยวดก่อให้เกิดปรากฏการณ์ควอนตัมที่ทำให้อิเล็กตรอนจับคู่กัน และสามารถเคลื่อนที่ผ่านโครงสร้างของวัสดุได้อย่างง่ายดาย มีความต้านทานไฟฟ้าใกล้ศูนย์ และไม่สูญเสียพลังงาน แต่จะเกิดขึ้นเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำมาก โดยทั่วไปจะใกล้ศูนย์สัมบูรณ์หรือ -273.15 องศาเซลเซียส หรือแรงดันสูงมากจนไม่สามารถใช้งานได้ ดังนั้นการจะใช้ตัวนำยิ่งยวดได้ ต้องใช้ระบบทำความเย็นที่มีราคาแพงและซับซ้อน เช่น ฮีเลียมเหลวเพื่อให้ตัวนำยิ่งยวดเกิดขึ้น ซึ่งการค้นพบ LK-99 ในครั้งนี้เป็นการผลิตที่น่าสนใจจากการผลิตสภาพยิ่งยวดภายในอุณหภูมิห้องได้