LK-99’a geçmeden evvel biraz genel kültür olması açısından kimi bilgilerle başlamak gerek diye düşünüyorum. 1911 yılında Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes, -269 santigrat dereceye soğutulduğunda cıvanın direncinin sıfıra düştüğünü keşfetti. Bu keşifle bilim dünyası, gereçlerin muhteşem iletken özelliklere sahip olabileceğini birinci defa kanıtlamış oldu. Araştırmacılar daha sonra öbür metal ve alaşımların da son derece düşük sıcaklıklarda muhteşem iletken olduğunu keşfetti. Takvimler 1986 yılını gösterdiğinde bilim insanları, dirençte tıpkı düşüşü gösteren lakin daha yüksek bir sıcaklıkta – yaklaşık -196°C – bakır oksit sınıfını keşfettiler. Bu gereçler “yüksek sıcaklık” üstün iletkenleri olarak bilinmeye başlandı, lakin yeniden de donma noktasının çok altında soğutulmaları gerekiyordu. Bu keşif, oda sıcaklığı da dahil olmak üzere daha da sıcak düzeylerde çalışabilecek harika iletkenler bulma yarışını ateşledi.
Onlarca yıl süren araştırmalar ve birden fazla üstün iletkenlik argümanları ortaya çıktı ve unutuldu. Ve nihayet geçen ay, Güney Kore‘nin başşehri Seul’deki Kuantum Güç Araştırma Merkezi‘nden bilim insanları, “LK-99” adı verilen bir hususun 127°C üzere yüksek sıcaklıklarda bile muhteşem iletken özellikler gösterdiğini sav eden bir ön baskı çalışması yayınladı. Baş araştırmacılar Sukbae Lee ve Ji-Hoon Kim‘in (Lee/Kim-99) ismini taşıyan gereç, geniş bir sıcaklık yelpazesinde üstün iletkenlik sav ettiği için sözün tam manasıyla harikaydı.
Bakır, kurşun, fosfor ve oksijenden (Pb8.8Cu1.2P6O25) üretilen mor kristal bir bileşik olan saf LK-99, dünya çapındaki bilim insanları tarafından bir müddettir inceleniyor. Sonuçlar ise bir sefer daha hüsran.
Süper iletken değil üstün yalıtkan
14 Ağustos’ta Almanya’nın Stuttgart kentindeki Max Planck Katı Hal Araştırmaları Enstitüsü‘nden bilim insanları, argüman edilen LK-99’un direncinin 0,02 ila 0,002 ohm-cm’ye düşmek yerine, milyonlarca ohm’da ölçülen dirence sahip olduğunu bildirdi. Bunun manası ise şu: Materyal bırakın harika iletken olmayı aslında tam manasıyla harika yalıtkan bir yapıya sahip. Ancak bu durum Lee ve Kim’in LK-99’un süperiletken özelliklerini nasıl gösterdikleri sorusunu gündeme getirdi. Gerecin bir mıknatısın üzerinde yükselirken Meissner etkisi sergilediğini göstermişlerdi – harika iletken gereçlerin bir işareti. Ayrıyeten sıfıra yakın dirence hakikat kayda kıymet bir düşüş de vardı.
Ancak çalışmanın görüntüsünde gösterilen yarı havalanma, öteki araştırmacıların dikkatini çekti. LK-99 parçacığının bir kenarının mıknatısa nasıl yapıştığını fark eden Harvard Üniversitesi’nden eski bir ağır unsur araştırmacısı olan Derrick van Gennep, gösterilen tesirin ferromanyetizmden kaynakladığını doğruladı. Ferromanyetizma, gerecin manyetik alan içinde zaten kalıcı bir manyetik moment oluşturduğu bir özelliktir. Fakat sıcaklık arttığında bu tesir yavaş yavaş kaybolur.
LK-99 örneği aslında saf değildi
Bununla birlikte Lee ve Kim’in saf LK-99 ile çalışmadıkları ortaya çıktı zira çalışmada kullanılan numunelerde sülfür izlerine rastlandı. Illinois Üniversitesi’nde kimyager olan Prashant Jain, Lee ve Kim’in LK-99’u sentezlemek için kullandıkları kimyasal tepkinin bir bakır-sülfür safsızlığı yarattığını belirtti.
LK-99’u sentezleyen tepki aslında istikrarsız bir reçete kullanıyor. Bakıt katkılı kurşun fosfat kristalden yani LK99 elde etmek için 17 modül bakır ve 5 kesim sülfür üretiliyor. Bu artıklar çok sayıda safsızlığa yol açıyor bilhassa de Koreli grubun numunesinde rapor ettiği bakır sülfür üzere. Buradaki sülfüre birazdan değineceğiz. LK-99’un ardındaki maddenin direncinin düşmesi sırasında bahsettikleri sıcaklık konusunda epeyce kesin konuşuyorlardı: 104,8 santigrat derece. Kimya ile yakın olanların başında ampul yanmış olabilir zira bakır sülfür (Cu2S) 104ºC’de bir faz geçişine uğruyor. LK-99’un faz geçişiyle neredeyse birebir korelasyon elbette göz arkası edilemezdi lakin bunu gözden kaçırmaları hayli değişik. Münasebetiyle LK-99’un ardındaki grup materyalin muhteşem iletken olduğunu bu bakır sülfürün tesiri yüzünden düşünmüş olabilir.
Sonuç olarak bilim dünyası LK-99’un mutlaka bir üstün iletken olmadığı konusunda hemfikir görünüyor.
