LK-99がDIY超伝導レースを活性化

アンドリュー・マカリプが34歳の誕生日に望んだのは、ただ一つ、赤リンの輸送だった。これは難しい要求だった。この物質はメタンフェタミンの原料であり、米国麻薬取締局（DEA）の規制対象となっているからだ。しかし、マカリプが今後1週間かけて、自身のスタートアップ企業の研究室で、凝縮物質物理学の聖杯とも言える室温超伝導体を作るという夢を実現させるためには、不可欠な要求でもあった。超伝導体を作るには4つの材料が必要で、今のところ彼が手に入れることができたのは3つだった。

X（つまり、リブランディング後のTwitter）のフォロワーたちは、彼にアイデアを出し合った。マッチ棒の山を溶かしてみるか、DEA（麻薬取締局）が見向きもしないEtsyで純粋な状態で購入してみるか、といったアイデアだ。東欧の供給業者とのつながりを示唆する人もいた。彼らは彼の研究に深く関心を寄せていた。マカリプと同様に、多くの人がその週の初めに、Hacker Newsの投稿でLK-99と呼ばれる超伝導体の可能性について知った。その投稿はArxivのプレプリントへのリンクで、韓国人研究者3人が「人類の新たな時代を切り開く」発見だと主張していた。今、マカリプはそれを再現しようと競い合っている。

超伝導（電気抵抗がゼロになる一連の特性）は、通常、極寒または高圧の条件下でのみ発現する。しかし、研究者らは、LK-99が室温および大気圧下でこれらの特性を示したと主張した。その証拠として、400ケルビン（摂氏127度）で抵抗がゼロに低下する現象や、磁石の上空で物質が浮遊する動画などが挙げられた。キム・ジフン氏とクォン・ヨンワン氏を筆頭とする著者らは、これがマイスナー効果、つまり物質が超伝導の閾値を超えると磁場が放出される現象の結果であると提唱した。もしこれが真実であれば、抵抗のない送電線、実用的な浮遊列車、そして強力な量子デバイスといった新たな時代が到来する可能性がある。

XとRedditでは、大規模言語モデルは脇に追いやられた。新たなスターは凝縮物質物理学だった。オンライン賭博市場が勃興した（オッズはそれほど良くはなかった）。電子バンド構造に関する奇妙なほど高度な知識を持つ匿名ユーザーが、技術進歩の復活を謳歌するテクノ楽観的なインフルエンサーたちと争った。彼らのスローガンは魅力的で、そして少し単純化されていたかもしれない。電球、マンハッタン計画、インターネットといっ​​た飛躍的な発見の時代への回帰、つまり科学的発見の影響が人類の地上での生存期間内に目に見える形で現れる時代への回帰だ。「我々は戻ってきた」と、あるXユーザーは言った。

専門家たちは懐疑的だ。LK-99の論文は矛盾したデータを伴う複数のバージョンがネット上に現れているが、これは主張の正確な性質をめぐる著者間の争いの結果だと伝えられている。研究者たちはこの分野では無名であり、彼らの分析には超伝導の確認に通常用いられる基本的なテストが欠けている。また、この分野では虚偽の主張が非常に多いため、物理学者はUFOをもじってUSO（未確認超伝導体）について冗談を言うほどだ。（最近の目撃情報は、ロチェスター大学の研究所で発見された常温高圧の物質で、盗作や不正データの疑いがつきまとっている。）メリーランド大学の物性物理学者リチャード・グリーン氏は、この浮遊にはもっと可能性の高い説明があり、通常の非超伝導状態での化合物の磁気特性も含まれると説明する。賭け市場はおそらく正しかった。つまり、新しい時代はまだ到来していない可能性が高いということだ。

しかし、この主張は依然として検証する価値があるとグリーン氏は付け加える。超伝導材料を研究してきた長年のキャリアの中で、彼は未知の化合物を探求した不可解な論文を発表した外部の研究者による進歩を目の当たりにしてきた。その中には、1980年代に液体窒素の沸点（-196℃）を超える温度で超伝導を示す物質群も含まれており、磁気共鳴画像法から核融合炉トカマクまで、あらゆる応用への道を切り開いた。さらに、物理学者は特定の形態の超伝導のメカニズムしか理解していないため、一見奇妙で矛盾する結果であっても、すぐに無視することはできない。もしかしたら、それはこれまで誰も見たことのない何かなのかもしれない。

グリーン氏がコロラド州アスペンで物理学会に参加していた時、LK-99のニュースが報じられ、そこに集まった理論学者たちが一斉に動き出した。「誰もが懐疑的ながらも、興味を持って参加しています」と、ニューヨーク州ストーニーブルック大学で計算材料物理学を研究する参加者のサイラス・ドレイアー氏は言う。彼は山中で1週間を過ごし、提案されている物質の電子構造を計算しようとしている。この計算は、同僚たちがこの物質が既存の超伝導理論に合致するかどうかを理解するのに役立つかもしれない。彼はさらに、おそらく最も興味深いのは、LK-99の作製が比較的簡単だと言う。彼とグリーン氏は、数十のチームがこの物質に取り組んでいると推定している。

適切な機器を利用できる非専門家も、その中に含まれます。例えば、LK-99のプレプリントを読んだ翌日に試してみることにしたマカリプ氏のような人物です。なぜでしょうか？「まさに聖杯だからです」と彼は説明します。「まさに夢が実現したのです。」

プロの物理学者たちが秘密裏に実験の再現に取り組んでいる間、マカリプは自分と同僚たちが研究を公の場で行うことを決意した。Xで彼は「マイスナー効果か、さもなくば破滅か」と宣言した。目標は、浮遊の動画を撮影することだった。彼は常温超伝導の証拠を最初に目撃する一人になることを願っていた――そして、フォロワー全員が一緒にそれを見てくれることを。「まるでインターネット全体が私たちを応援してくれているようでした」と彼は言う。

Twitchのライブ配信を開始し、数分後にはトップ10入りを果たし、炉の設置作業の様子を1万6000人の視聴者が視聴していることが分かった時、DIYチームへのプレッシャーは一気に高まった。「一瞬パニックになりました」と彼は言う。彼は、世界中が今まさに検証している、驚くべき主張をした、あまり知られていない韓国の科学者たちのことを思った。「彼らの立場だったらどんな気持ちだったか、想像もつきません」と彼は付け加えた。たとえ計画がうまくいかなくても、仲間のため、そしてその過程で楽しんだためだと言い切れるのだ。

LK-99の製造はガレージサイエンスとまではいかないまでも、比較的単純な錬金術と言える。カリフォルニア州エルセグンドにある、マカリプ氏がエンジニアとして働く衛星スタートアップ企業、ヴァーダ・スペース・インダストリーズの研究所には、適切な炉、真空システム、環境チャンバーが備わっている。マカリプ氏に必要なのは4つの材料だけだ。リン化銅を合成するための赤リンと銅、そしてラナーカイトと呼ばれる鉱物を作るための硫酸鉛と酸化鉛だ。これら2つの材料を粉砕、混合し、熱を加え、冷却することで、よく知られている別の化合物、鉛アパタイトに近い物質が生成される。ただし、鉛原子の一部が銅に置き換えられている。

彼は地元の研究所からリン化銅を確保し、赤リンの原料を調達する必要をなくした。そしてゲームは始まった（彼が連絡を取ったポーランドの供給業者も協力し、貨物はまもなく到着する予定だ。マカリプは、誇大宣伝で世界の供給が枯渇する前に在庫を処分したと話している）。最初のステップは待つことだった。ラナーカイトを入手するには24時間かかる。マカリプと私が話した時、ラナーカイトはまだ725度のオーブンの中で焼かれていた。外部の研究所からリン化銅が届くまでには数日かかるだろう。ヴァルダのエンジニアたちは日中は通常通り宇宙での製造業務に従事し、主に夜にチェックインしていた。一方、ライブストリームの視聴者は少し退屈しているようで、コメント欄には国家主義的な政治や、LK-99の作者間の人間関係に関する推測が溢れていた。

マッカリップは二つの仕事を掛け持ちしてほとんど眠れていなかったが、それでも材料、あるいは少なくともそれに近いものを作ることができると確信していた。LK-99の論文の著者たちは、前駆体の純度試験や炉の冷却速度の設定といった重要な指示を省略し、レシピの理解を容易にしていなかった。マッカリップは特許出願を見つけ、いくつかの詳細を補足していたが、韓国の研究者たちと相談したい質問がまだ山積みだった。彼はTwitterやヴァーダの投資家を通じて、手がかりを募っていた。（二人の主任研究者、キムとクォンにも、『WIRED』US版のインタヴュー依頼には応じなかった。）

こうした詳細は極めて重要である。なぜなら、LK-99内部で何が起こっているにせよ、それは非常に特殊な原子配列によって引き起こされている可能性が高いからだ。研究者らは、超伝導は特定の鉛原子を銅に置き換えることで結晶格子が収縮し、内部張力が生じる結果であると理論づけた。大まかに言えば、「それは確かにあり得ることです」とグリーン氏は言う。この分野の最近の研究の多くは、水素原子を含む物質に極めて高い圧力を加えることを含んでおり、固体に圧縮された純粋な水素自体が超伝導体になるという理論に基づいている。このような極端な圧力はほとんどの用途では非現実的であるため、研究者らは結晶自体から生じる内部圧力でその効果をシミュレートする方法に興味を持っている。それは興味深い戦略だが、もちろん、ここでそれが起こっているかどうかはまったく明らかではないと彼は言う。

週末、材料がまだ煮えている間、マカリプは「感情のジェットコースター」に乗っていたと私に言った。彼のフォロワーの多くはまだ彼を応援していて、彼は素晴らしいファンレター（「ブレイキング・バッド」の小道具を供給した女性からの「青いメス」の氷砂糖）も受け取ったが、物理学者の懐疑的な態度がインターネットの興奮に陰りをもたらせ始めていた。Xでは、人々が「反磁性」という言葉を頻繁に使い、この物質が浮いて見えるのは超伝導の閾値を超えたからではなく、もともと磁石であるからだと主張していた。Redditフォーラムのr/singularityでの議論は簡潔に次のように述べていた。なぜLK-99はr/scienceとr/engineeringでほとんど言及されなかったのか？それは、LK-99が科学ではなく誇大広告だからである。

そこへ、ある報告が届いた。インドの著名な研究所がLK-99を作製したというのだ。超伝導か？否。他の結果が少しずつもたらされた。皆がそれぞれ違うものを測定しているようだった。おそらく、それぞれが異なるものを作っているからだろう。次に、ローレンス・バークレー国立研究所の物理学者シネイド・グリフィンによるプレプリントが、韓国の科学者たちが見たかもしれないものに対する理論的説明を提供しているように思われた。しかし、ストーニーブルック大学のドレイアーら計算物理学者たちは、これはどちらにしても真の証拠にはならないと警告した。賭け市場は大暴落し、急騰した。

マカリプはくよくよ考え込むことを好まず、自分がやろうとしていたこと、つまり「ものを作る」ことに集中することを選んだ。ラナーカイトは増産中で、リン化銅も間もなく到着する予定だった。彼は週末までに、同僚がたまたまガレージに置いてあった巨大なネオジム磁石を使って、自分の研究室でマイスナー効果を確かめたいと考えていた。その後、サンプルを南カリフォルニア大学の材料科学研究室に持ち込み、より精密な実験を行う予定だった。超伝導体であろうとなかろうと、LK-99は奇妙で興味深い物質だと彼は思った。しかし、彼は疑念を抱いていた。「岩が浮くとは思えない」とマカリプは私に言った。しかし、彼は自分の実験が終わりではないことを知っていた。それが科学の本質だ。彼自身の実験に続き、これからも多くの実験が繰り返されるだろう。