Dentro de la carrera de bricolaje para replicar LK-99
Replicating LK-99 in the DIY race
Todo lo que Andrew McCalip quería para su cumpleaños número 34 era un envío de fósforo rojo. Fue una solicitud difícil, ya que la sustancia resulta ser un ingrediente para cocinar metanfetaminas y está controlada por la Agencia de Control de Drogas de Estados Unidos, pero también es esencial si McCalip iba a hacer realidad su sueño de crear un superconductor a temperatura ambiente, un Santo Grial de la física de la materia condensada, en el laboratorio de su startup durante la próxima semana. Requería cuatro ingredientes y hasta ahora tenía acceso a tres.
Sus seguidores en X (es decir, Twitter, después del cambio de marca) ofrecieron ideas: podría derretir las cabezas de una pila de cerillas o intentar comprarlo en forma pura en Etsy, donde la DEA podría no estar buscando. Otros ofrecieron conexiones con proveedores de Europa del Este. Estaban profundamente involucrados en su esfuerzo. Al igual que McCalip, muchos habían conocido sobre un posible superconductor llamado LK-99 esa misma semana a través de una publicación en Hacker News, que enlazaba a un preimpreso en Arxiv en el que un trío de investigadores surcoreanos afirmaba haber hecho un descubrimiento que, en sus palabras, “abre una nueva era para la humanidad”. Ahora McCalip estaba entre aquellos que se apresuraban a replicarlo.
La superconductividad, un conjunto de propiedades en las que la resistencia eléctrica se reduce a cero, generalmente solo se presenta en condiciones frías o de alta presión. Pero los investigadores afirmaban que LK-99 exhibía estas cualidades a temperatura ambiente y presión atmosférica. Entre las pruebas estaba una aparente reducción de la resistencia a cero a 400 Kelvin (127 grados Celsius) y un video del material levitando sobre un imán. Los autores, liderados por Ji-Hoon Kim y Young-Wan Kwon, propusieron que esto era el resultado del efecto Meissner, la expulsión de un campo magnético cuando un material cruza el umbral de la superconductividad. Si eso fuera cierto, efectivamente podría conducir a una nueva era: líneas de energía sin resistencia, trenes levitantes prácticos y potentes dispositivos cuánticos.
En X y Reddit, los grandes modelos de lenguaje quedaron en el olvido. La nueva estrella era la física de la materia condensada. Se crearon mercados de apuestas en línea (las probabilidades: no muy buenas). Anónimos con un conocimiento extrañamente sofisticado de la estructura electrónica de bandas entraron en guerra con influyentes tecnológicos optimistas que alentaban un aparente resurgimiento del progreso tecnológico. Su mantra era seductor y tal vez un poco reduccionista: un regreso a una época de descubrimientos sorprendentes: la bombilla, el Proyecto Manhattan, Internet, donde el impacto del descubrimiento científico es tangible en la vida de una persona. “Estamos de vuelta”, como lo expresó un usuario de X.
Los expertos tienen sus dudas. Han aparecido múltiples versiones del artículo de LK-99 en línea con datos inconsistentes, supuestamente resultado de las disputas entre los autores sobre la naturaleza precisa de la afirmación. Los investigadores no son conocidos en el campo y su análisis carece de pruebas básicas que se suelen utilizar para confirmar la superconductividad. Las afirmaciones falsas también son tan comunes en el campo que los físicos hacen chistes sobre los OSU (objetos superconductores no identificados), en referencia a los OVNIs. (Última observación: un material de alta presión a temperatura ambiente de un laboratorio de la Universidad de Rochester que ha sido objeto de acusaciones de plagio y manipulación de datos). Hay explicaciones más probables para la levitación, explica Richard Greene, un físico de la materia condensada de la Universidad de Maryland, como propiedades magnéticas en el compuesto en su estado normal, no superconductor. Los mercados de apuestas probablemente tenían razón: es probable que la nueva era aún no esté sobre nosotros.
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Pero la afirmación aún vale la pena investigar, agrega Greene. En su larga carrera estudiando materiales superconductores, ha visto avances realizados por personas externas con documentos desconcertantes que exploran tipos de compuestos desconocidos. Esto incluye, en la década de 1980, una clase de materiales que exhibían superconductividad por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido (-196 grados Celsius), abriendo el camino a todo tipo de aplicaciones, desde imágenes de resonancia magnética hasta tokamaks para la fusión nuclear. Además, debido a que los físicos solo comprenden la mecánica de ciertas formas de superconductividad, un resultado aparentemente extraño o inconsistente no se puede descartar de inmediato. Tal vez es algo que nadie ha visto antes.
Greene estaba en un retiro de física en Aspen, Colorado, cuando se dio a conocer la noticia de LK-99 y la multitud de teóricos allí se puso en acción. “Todos estamos entrando en esto de manera escéptica pero interesada”, dice Cyrus Dreyer, otro asistente que estudia física de materiales computacionales en la Universidad de Stony Brook en Nueva York. Está pasando su semana en las montañas intentando calcular la estructura electrónica del material propuesto, algo que podría ayudar a sus colegas a comprender si se ajusta a las teorías existentes de superconductividad. Lo que tal vez sea más intrigante, agrega, es que LK-99 es relativamente fácil de fabricar. Él y Greene estiman que docenas de equipos están trabajando en ello.
Eso incluye a los no expertos con acceso al equipo adecuado, como McCalip, quien decidió intentarlo al día siguiente de leer el preimpreso LK-99. ¿Por qué? “Porque es el Santo Grial”, explica. “Esto es de lo que están hechos los sueños”.
Mientras los físicos profesionales trabajaban para replicar el experimento en privado, McCalip decidió que él y sus colegas realizarían su trabajo en público. Declaró su intención en X: “Efecto Meissner o nada”. El objetivo: un video de levitación. Esperaba ser uno de los primeros en ver evidencia de superconductividad a temperatura ambiente, y todos sus seguidores lo verían junto con él. “Sentí como si todo internet nos estuviera animando”, dice.
La presión aumentó para su equipo de bricolaje cuando configuró una transmisión en vivo en Twitch y, en cuestión de minutos, descubrió que estaba entre los primeros 10, con 16,000 espectadores sintonizando mientras configuraban su horno. “Hubo un momento de pánico”, dice. Pensó en los científicos poco conocidos de Corea del Sur que habían hecho una afirmación extraordinaria que todo el mundo estaba poniendo a prueba. “No puedo imaginar cómo se sienten”, agrega. Al menos, si su plan no funcionaba, podía decir que era por los amigos y la diversión en el camino.
McCalip coloca una muestra en el horno en Varda que se está utilizando para cocinar el lanarkita. Cortesía de Andrew McCalipHacer LK-99 no es exactamente ciencia de garaje, pero es una alquimia relativamente sencilla. El laboratorio de El Segundo, California, de Varda Space Industries, la startup de satélites donde McCalip es ingeniero, contiene los hornos adecuados, sistemas de vacío y cámaras ambientales. Todo lo que McCalip necesitaría son cuatro ingredientes: fósforo rojo y cobre para sintetizar fosfuro de cobre, y sulfato de plomo y óxido de plomo para hacer un mineral llamado lanarkita. Esos dos materiales luego se pulverizarían, mezclarían, se les aplicaría calor y se enfriarían, produciendo algo que se parece a otro compuesto familiar, la apatita de plomo, pero en el que algunos átomos de plomo han sido reemplazados por cobre.
Aseguró el fosfuro de cobre en un laboratorio local, evitando la necesidad de fósforo rojo crudo, y el juego estaba en marcha. (Un proveedor polaco al que contactó también cumplió, y el envío está por llegar pronto; McCalip dice que los agotó antes de que la expectativa agotara el suministro global). Los primeros pasos implicaron esperar. Veinticuatro horas para la lanarkita, que aún estaba en el horno a 725 grados Celsius cuando McCalip y yo hablamos. El laboratorio externo tardaría unos días en darle el fosfuro de cobre. Los ingenieros de Varda estaban haciendo su trabajo normal en fabricación espacial durante el día y revisando principalmente por la noche. Mientras tanto, los espectadores de la transmisión en vivo parecían un poco aburridos, inundando los comentarios con política nacionalista y teorías sobre el drama interpersonal entre los autores de LK-99.
McCalip no estaba durmiendo mucho entre sus dos trabajos, pero se sentía seguro de que podrían fabricar el material, o al menos una aproximación de él. Los autores del documento LK-99 no lo habían puesto fácil para seguir su receta, dejando fuera instrucciones cruciales para cosas como probar la pureza de los precursores y establecer las tasas de enfriamiento de los hornos. McCalip había encontrado una solicitud de patente que proporcionaba algunos detalles adicionales, pero aún tenía una larga lista de preguntas que le gustaría presentar a los investigadores surcoreanos. Estaba buscando pistas a través de Twitter e inversores de Varda. (Los dos principales investigadores, Kim y Kwon, tampoco respondieron a la solicitud de entrevista de WIRED).
Esos detalles son cruciales, porque lo que sea que esté sucediendo dentro de LK-99, probablemente sea causado por una disposición muy particular de átomos. Los investigadores teorizaron que la superconductividad es el resultado de reemplazar ciertos átomos de plomo por cobre, lo que encoge la red cristalina y causa una tensión interna. A alto nivel, “eso ciertamente es plausible”, dice Greene. Gran parte del trabajo reciente en el campo ha involucrado ejercer una presión extremadamente alta sobre sustancias que contienen átomos de hidrógeno, basándose en la teoría de que el hidrógeno puro comprimido en forma sólida sería un superconductor en sí mismo. Tales presiones extremas no son prácticas para la mayoría de las aplicaciones, por lo que los investigadores están interesados en formas de simular el efecto con presión interna que proviene de fuerzas dentro del propio cristal. Es una estrategia interesante, dice él, aunque, por supuesto, no está en absoluto claro si eso está sucediendo aquí.
La primera tanda de lanarkita de McCalip, un mineral que se combinará con fosfuro de cobre para producir LK-99. Cortesía de Andrew McCalipDurante el fin de semana, con los ingredientes aún cocinándose, McCalip estaba montado en una “montaña rusa emocional”, me dijo. Muchos de sus seguidores aún lo estaban animando y había recibido algunas cartas de admiradores geniales (caramelos de roca “metanfetamina azul” de la mujer que suministró los accesorios para Breaking Bad), pero el escepticismo de los físicos había empezado a disminuir la emoción en internet. En X, la gente estaba mencionando mucho la palabra “diamagnetismo”, argumentando que la sustancia parecía flotar no porque hubiera cruzado un umbral de superconductividad, sino porque ya era un imán desde el principio. Una discusión en el foro de Reddit r/singularity lo resumió así: ¿Por qué se mencionó apenas LK-99 en r/science y r/engineering? Porque LK-99 es pura publicidad, no ciencia.
Luego llegó un informe: un laboratorio respetado en India dijo que había creado LK-99. ¿Superconductividad? No. Luego llegaron otros resultados. Parecía que todos estaban midiendo algo diferente, tal vez porque estaban creando algo diferente. A continuación, un preprint de una física, Sinéad Griffin, en el Lawrence Berkeley National Lab parecía ofrecer una explicación teórica de lo que podrían haber visto los científicos surcoreanos. Esto fue seguido de precaución por parte de físicos computacionales como Dreyer de Stony Brook, quienes afirmaron que no era realmente evidencia en un sentido u otro. Los mercados de apuestas se desplomaron y se dispararon.
McCalip prefería no detenerse y en su lugar eligió concentrarse en lo que se había propuesto hacer: crear la cosa. Estaban haciendo más lotes de lanarkita y el fosfuro de cobre llegaría pronto. Esperaba intentar el efecto Meissner en su laboratorio para el final de la semana, usando un imán de neodimio masivo que su compañero de trabajo tenía en su garaje. Después llevarían la muestra a un laboratorio de ciencia de materiales en la Universidad del Sur de California para realizar pruebas más elaboradas. Superconductor o no, LK-99 seguía siendo una sustancia extraña e interesante, pensó. Tenía dudas. “No creo que las rocas floten”, me dijo McCalip. Pero sabía que su experimento no sería el fin del camino. Así era la naturaleza de la ciencia. Habría muchas más réplicas que seguirían a la suya.
