Je vzácné, že se ve městě mluví o fyzice kondenzovaných látek. Nedávno se však pozoruhodné množství internetových diskusí a zpravodajství soustředilo kolem údajného průlomu v této oblasti: bombastických tvrzení týmu jihokorejských vědců, kteří tvrdí, že objevili supravodič s okolním tlakem a teplotou okolí. Nezávislé potvrzení tvrzení výzkumníků by znamenalo, že jejich nový materiál – sloučenina mědi, olova, fosforu a kyslíku nazývaná „LK-99“ – by mohl vést elektřinu bez tření, bez ztráty proudu, v širším rozsahu podmínek. účinky než jakákoli jiná známá látka. Taková schopnost by v zásadě mohla vést k revolučnímu pokroku v elektrárnách, rozvodných sítích, počítačích a dopravě.
Nicméně týdny po zveřejnění prvních výsledků průzkumu se zdá, že tato tvrzení jsou téměř vyvrácena. Po čtrnácti dnech nespoutané pozitivity a zájmu na sociálních sítích (včetně několika amatérských experimentálních pokusů, které byly streamovány na Twitchi), oficiální snahy fyziků z celého světa znovu prověřit tvrzení jihokorejského týmu utlumily humbuk. Veškeré bizarní chování LK-99, které naznačovalo supravodivost – jako je jeho částečná levitace nad magnetem – lze zjevně vysvětlit podivnými, ale zřetelně nesupravodivými vlastnostmi, jako je feromagnetismus, stejný strukturální zvláštnost, která umožňuje magnetickým polím prostupovat vesmírem. a překonfigurovat elektrony kovu.
Vzhledem k nové práci, „[LK-99’s] supravodivost při pokojové teplotě se zdá být stále méně pravděpodobná,“ říká Nadya Mason, materiálový fyzik na University of Illinois v Urbana-Champaign. “Experimentální práce ukazující feromagnetismus byla docela přesvědčivá a nové teorie jsou také prováděny s větší pečlivostí.” Richard Greene, fyzik, který studuje supravodiče na University of Maryland, vesměs souhlasí. “Na zakládání hřebíku do rakve je ještě trochu brzy,“ říká. „Ale už se blížíme. Rakev je tam, hřebíky jsou připravené a kladivo je také připraveno.“
Cyklus rozmachu a poklesu LK-99 je samozřejmě klasickou ukázkou vědy v akci. Vědecká metoda fungovala, jak měla. Ale v soumraku vzestupu a pádu LK-99 poháněného sociálními médii pravděpodobně stojí za to prozkoumat jeden rozměr toho, co všechno toto vzrušení mohlo být na prvním místě. Mnoho plakátů na internetu spolu s některými výzkumníky a novináři umístilo supravodič pokojové teploty jako technologický lék na změnu klimatu, který by mohl urychlit přechod světa od závislosti na fosilních palivech.
Na konci nejžhavějšího měsíce na Zemi v zaznamenané historii je snadné pochopit, proč lidé touží po pozitivních zprávách a známkách pokroku. Koneckonců, s dokonalým materiálem by mohla elektřina proudit přenosovými vedeními s dokonalou účinností – ale to je jen začátek aplikací, které mohou potenciálně změnit hru. V zásadě by supravodič při pokojové teplotě mohl vést k větrným turbínám, které jsou kompaktnější, jednodušší na stavbu a méně náročné na zdroje, říká Susie Speller, materiálová vědkyně specializující se na supravodiče na Oxfordské univerzitě. Elektronická zařízení od počítačů po elektrická vozidla by potřebovala mnohem méně energie, pokud by všechna obsahovala nějakou ideální supravodivou látku. Hlouběji v hypotetické zemi by správný supravodič mohl umožnit škálovatelným jaderným fúzním reaktorům nabídnout vydatný zdroj bezuhlíkové energie, říká Speller.
I kdyby se LK-99 ukázal jako supravodič pokojové teploty, jeho životaschopnost pro řešení energetických a klimatických problémů by spočívala na extrémně křehkém základě vzdálených „kdyby“. -li LK-99 byly supravodič, -li odolá vysokým proudům, -li nebylo to příliš křehké, aby se změnilo na drát, -li bylo snadné a levné syntetizovat, -li materiály pro jejich výrobu lze snadno zakoupit a -li politika a finance následovaly, takže možná by mohlo poskytnout malé zvýšení energetické účinnosti v desetiletém horizontu v budoucnosti. Stručně řečeno, bylo by to daleko od rychlé opravy klimatu, o kterou se USA, jak se zdá, obzvláště zajímá.
Samotná supravodivost nestačí. Aby byl materiál užitečný ve výrobě energie a elektronice, musel by mít mnoho dalších vynikajících vlastností. Některé supravodiče ztrácejí schopnost volně přenášet elektřinu při vysokých proudech nebo v přítomnosti magnetických polí, ale obě schopnosti jsou nezbytné, aby byla elektrická součástka praktická. Rozhodující je také tažnost a flexibilita, zdůrazňuje Michael Norman, ředitel Quantum Institute v Argonne National Laboratory: pokud nemůžete snadno natáhnout LK-99 do drátu, pak je jeho použití v turbínách, přenosových vedeních nebo fúzních reaktorech příliš náročnější. Zpracování materiálu do tenkých filmů může nabídnout bezdrátové řešení, poznamenává Norman, ale pak se problém stane problémem obtížnosti a nákladů – což vyřadilo z široké výroby osvědčené supravodivé produkty, jako je kuprátová páska.
Kromě těchto problémů s materiálovými vlastnostmi by ani ideální supravodič “za každého počasí” stále nevyřešil změnu klimatu, dodává Mason. To by totiž přineslo jen okrajová vylepšení přenosových vedení většiny nejmodernějších energetických sítí, které jsou již tak docela efektivní. “Ztrácejí jen asi 5 % své energie jako teplo,” poznamenává Mason, a my “nevyřešíme změnu klimatu na 5% měřítku.”
Pablo Duenas Martinez, inženýr studující dekarbonizaci energie na Massachusetts Institute of Technology, souhlasí. Ve svém oboru, říká Duenas Martinez, nikdo ve skutečnosti nemluví o supravodičích. „Více nám jde například o materiály pro baterie,“ vysvětluje. U elektrických sítí jsou ztráty při přenosu triviální ve srovnání s obtížnějším problémem dostatečného úložiště energie pro plné využití solární a větrné energie, které mohou dodávat elektřinu pouze přerušovaně. A kromě potřeby lepších baterií existují ještě složitější problémy, jako je společenská výzva spočívající ve změně postojů a chování, které držely svět tak dlouho napospas fosilním palivům.
Zvýšení účinnosti přenosu, poznamenává Duenas Martinez, nevyžaduje zázračné supravodiče a lze jej dosáhnout pomocí stávající technologie jednoduchou modernizací staré infrastruktury. Je to nedostatek investic, nikoli nedostatek možností, co udržuje síť takovou, jaká je. Pak dodává, že existují politická rozhodnutí, jako je pokračování v poskytování dotací na fosilní paliva, která udržují ropu, plyn a uhlí jako uměle levné možnosti, a to navzdory skutečnosti, že větrná a solární energie jsou poměrně levnější. Klimatické změny jsou problémem, který vyžaduje okamžitou a trvalou akci – na několika frontách – máme-li se vyhnout horším a horším následkům. Naše vlády a globální ekonomiky jsou tak zabalené ve fosilních palivech, že emisní krizi nelze vyřešit pouze vědeckým nebo technologickým pokrokem.
To vše neznamená, že možnost praktického supravodiče pokojové teploty je zbytečná – něco takového by bylo obrovským přínosem pro technologický rozvoj a vědecký výzkum, možná způsobem, který ještě nedokážeme plně pochopit. Ale při zpětném pohledu může nadšení obklopující LK-99 vypovídat více o naší společné touze po snadných odpovědích a zálibě v zbožných přáních, než kdy jindy o potenciálu materiálu samotného.
„Nemůžeme čekat, až dojde k převratné technologii a začne dekarbonizovat,“ říká Duenas Martinez. Větrné turbíny, které máme nyní, nejsou dokonalé, ale potřebujeme jich více. Elektrické sítě musí být rozšířeny a modernizovány, i když to závisí na přenosových vedeních vyrobených z běžné mědi. Odvyknout se fosilním palivům vyžaduje nějakým způsobem zmírnit naše enormní energetické nároky a přehodnotit ekonomické mýty o nekonečném růstu. Neexistuje žádná stříbrná kulka (nebo LK-99), která by dokázala vrátit nebezpečně teplé klima planety zpět do nějaké předindustriální idyly, zdůrazňuje Duenas Martinez. Zpočátku se může plovoucí kámen zdát jako kouzlo, ale není – nikdy není.