Première vidéo d’une lévitation complète de LK-99 (flux-pinning)

 (twitter.com/andercot)
1 points par GN⁺ 2023-08-06 | 1 commentaires | Partager sur WhatsApp
  • Une vidéo publiée sur la plateforme chinoise de partage vidéo BiliBili affirme montrer la lévitation complète (flux-pinning) d’un échantillon de LK-99 synthétisé avec une grande pureté
  • La lévitation d’un matériau supraconducteur est un phénomène qui n’apparaît que dans les supraconducteurs de type II ; les lignes de champ magnétique traversent le matériau et y restent « piégées », fournissant la force nécessaire à la lévitation
  • Le flux-pinning est totalement distinct de l’effet Meissner et ne relève ni d’un matériau diamagnétique ni du diamagnétisme
  • Le flux piégé dans les centres de piégeage (pinning centers) est quantifié sous forme de vortex magnétiques (magnetic vortices), et cette quantification constitue la caractéristique distinctive essentielle des supraconducteurs de type II
  • Il s’agirait de la première vidéo prétendant montrer une lévitation par flux-pinning ; si cela est vrai, ce serait une découverte extrêmement singulière et révolutionnaire sur les propriétés de ce nouveau matériau

Vidéo de lévitation par flux-pinning de LK-99

  • Une vidéo publiée sur la plateforme chinoise de partage vidéo BiliBili affirme montrer un échantillon de LK-99 synthétisé avec une grande pureté
  • Ce serait la première vidéo prétendant montrer une lévitation par flux-pinning (flux-pinned levitation) et, si c’est exact, une découverte très singulière et prometteuse en ce qui concerne les propriétés de ce nouveau matériau et son potentiel pour les recherches futures
  • Si c’est réel, ce serait véritablement révolutionnaire (ground-breaking)

Principe de la lévitation des matériaux supraconducteurs

  • La lévitation d’un matériau supraconducteur est un phénomène propre aux seuls supraconducteurs de type II : lorsque les lignes de champ magnétique traversent le matériau, elles y restent « piégées » (trapped) et fournissent la force nécessaire à la lévitation
  • C’est le cas des images et vidéos populaires, souvent vues en ligne et dans des publications épinglées sur les profils, où un disque refroidi à très basse température flotte au-dessus d’un aimant

  • Analogie des cheveux et du chewing-gum

    • On peut comparer cela à du chewing-gum collé fermement à des cheveux et suspendu en l’air : les cheveux correspondent aux lignes de champ magnétique, et le chewing-gum au supraconducteur de type II
    • De même que les cheveux sont « quantifiés » et « discrets » en mèches individuelles, le flux piégé dans les centres de piégeage (pinning centers) est lui aussi quantifié sous forme de vortex magnétiques (magnetic vortices)
    • La quantification des lignes de flux piégées est un élément central et distinctif des supraconducteurs de type II (même si, techniquement, cela peut aussi se produire dans le type I lorsque l’épaisseur du matériau est inférieure à la profondeur de pénétration de London)

Différence entre flux-pinning et effet Meissner

  • Le flux-pinning est un phénomène propre aux supraconducteurs et entièrement distinct de l’effet Meissner
  • Il ne s’agit ni d’un matériau diamagnétique ni du diamagnétisme
  • On l’appelle aussi quantum locking, avec une illustration montrant la différence avec l’effet Meissner

Recherche sur le flux-pinning dans les cavités SRF

  • Contribution chez TRIUMFLab à des recherches sur le flux-pinning dans des cavités radiofréquence supraconductrices (SRF) en niobium cristallin utilisées pour l’accélération de particules
  • Le flux piégé augmente la résistance de surface résiduelle de la cavité et fait baisser le facteur de qualité (Q-factor), qui mesure l’efficacité du résonateur
  • Les cavités SRF ont généralement un Q-factor de l’ordre de 10E10, et le flux piégé dans les centres de piégeage réduit le champ électrique accélérateur effectif maximal permettant d’accélérer des faisceaux de particules chargées à une vitesse proche de celle de la lumière

  • Causes de l’apparition du flux-pinning

    • On suppose que, dans certains supraconducteurs de type II, de petits défauts cristallins (volume defects, défauts volumiques) permettent la pénétration du flux
    • Dans les cavités SRF, des champs magnétiques traversant le matériau, comme le champ magnétique de fond terrestre, peuvent rester piégés à l’intérieur de la cavité lors de la transition supraconductrice
    • Un graphique de recherche est inclus, montrant que plus le champ magnétique de fond est fort, plus la résistance de surface des cavités SRF augmente lors de la transition supraconductrice (axe X : de gauche à droite, haute température → basse température ; axe Y : résistance de surface en nano-ohms)

Interprétation alternative et stabilité de la lévitation

  • La disposition des aimants en bas forme un champ magnétique dipolaire (dipole field) comparable à celui d’un aimant barre
  • Si le matériau au-dessus n’était qu’un simple diamagnétique, une lévitation stable après avoir été touché avec une tige serait physiquement impossible
  • Dans des vidéos montrant des échantillons supraconducteurs plus classiques après refroidissement, on observe la même oscillation en cas de légère perturbation

  • Objection fondée sur l’extension de Brauenbeck

    • Une autre interprétation suggère qu’un matériau diamagnétique pourrait aussi rester suspendu à l’intérieur du champ magnétique dipolaire de l’aimant
    • Cela serait possible via l’extension de Brauenbeck, qui constitue une objection au théorème d’Earnshaw

Signification des supraconducteurs à haute température

  • Toutes les entreprises fabriquent leurs produits à partir d’un même ensemble limité de technologies fondamentales ; tous les quelques dizaines d’années, la physique fait émerger quelque chose de fondamentalement nouveau qui change ce qui est physiquement possible
  • Les supraconducteurs à haute température approchent, et ils vont tout changer

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1 commentaires

 
GN⁺ 2023-08-06
Avis sur Hacker News

  • Si ce n’est pas une manipulation numérique, il est difficile d’imaginer comment on pourrait fabriquer un faux comme celui-ci ; et s’il s’agissait d’un supraconducteur à haute température critique déjà connu, il se réchaufferait trop vite, donc cette possibilité paraît également peu probable.
    Du coup, si ce n’est pas numérique, je commence à penser que ça pourrait être réel. Les auteurs ne sont pas tous des inconnus, et Hyun Tak Kim compte environ 10 000 citations sur Google Scholar ; il a aussi rédigé l’article de Scientific Reports qui a suscité l’intérêt de L&K pour une collaboration. Il a l’air de quelqu’un qui connaît la supraconductivité, ce qui me rend assez optimiste.

    • D’après cette vidéo https://twitter.com/xmal/status/1300754522218913799, placer une plaque de cuivre sous un aimant permet une lévitation stable.
      Dans la vidéo originale, deux objets métalliques sont empilés ; est-il possible qu’il y ait du cuivre dans celui du dessous ?
    • Dire que « ce serait difficile à truquer si ce n’est pas une manipulation numérique » revient aussi à dire qu’on peut facilement imaginer une façon de le truquer.
    • Hyun Tak Kim semble avoir rejoint le projet assez tard, et donne surtout l’impression de prêter sa réputation aux trois auteurs originaux anonymes hors du monde anglophone.
    • Le fragment lui-même pourrait être un aimant, tandis que le bloc du dessous contiendrait un supraconducteur de type II refroidi à l’azote liquide déjà connu.
    • Plus sérieusement, à mes yeux, ça ressemble à un morceau de graphite attaché à un fil invisible.
      La façon dont l’objet bouge ne correspond pas à ce qu’on attendrait d’un comportement magnétique, notamment autour de la 10e seconde.
    1. Cette vidéo provient à l’origine d’un compte Douyin anonyme. Rien ne vérifie qu’elle soit liée à une véritable tentative de réplication, qu’elle vienne du milieu académique traditionnel ou de la science citoyenne.
      La chaîne avait déjà publié auparavant une vidéo de lévitation partielle typique de LK-99, mais là encore, rien ne prouvait particulièrement qu’il ne s’agissait pas d’un morceau de graphite pyrolytique. Elle prétend être liée à une personne donnée, mais sans preuve, et si c’est faux, il n’y a aucune réputation à perdre.
    2. La dynamique de la vidéo ressemble assez bien à un ancrage du flux, mais les artefacts autour du morceau présenté comme du LK-99 au moment où il saute sont très suspects. On dirait qu’il a été suspendu à un fil horizontal tendu, puis que celui-ci a été effacé ; à certains moments, la rotoscopie semble mal couvrir des zones très proches du fragment. Bien sûr, il peut s’agir d’artefacts de compression, mais je n’ai jamais vu cette forme, et au stade où nous la voyons, il est possible qu’il s’agisse d’une vidéo recapturée à partir d’une capture ; je ne suis pas familier des caractéristiques de compression de Douyin ou Bilibili.
      Je suis assez sceptique sur cette vidéo en particulier. À ce stade, je pense que LK-99 lui-même est plutôt plausible, mais je pense aussi qu’il est plus probable que cette vidéo ne soit pas authentique.
      À mesure que LK-99 gagne en notoriété et que les monteurs VFX se familiarisent avec l’apparence que devraient avoir de vraies vidéos, il est très probable que des faux convaincants soient produits et deviennent viraux. En général, un artiste VFX fait cela pour s’entraîner et le montre à quelques personnes sans mauvaise intention, puis d’autres le repartagent plusieurs fois jusqu’à ce que la source se perde et que cela atteigne un large public. Bien sûr, un escroc ou un influenceur maîtrisant bien les VFX pourrait aussi le manipuler directement.
      Il faut regarder les vidéos avec une certaine prudence. Ce qu’on voudrait, c’est une caméra non fixe qui se déplace autour de l’échantillon, un éclairage qui change pendant la vidéo, le fragment lui-même qui bouge, des scènes montrant l’installation ou le rangement après coup, et d’autres objets qui bougent autour afin de réduire la possibilité d’un fil, etc.
    • Toutes ces déductions sont valables. Cela dit, du point de vue du rasoir d’Ockham, je pense que c’est un faux. C’est trop court et le cadrage est excessivement précis.
      Filmer une vidéo 20 fois plus longue avec un point de vue mobile sans révéler de propriété intellectuelle ni de secrets est trivial, alors que produire une vidéo VFX truquée 20 fois plus longue est beaucoup plus difficile.
    • Je l’ai regardée dans la meilleure qualité disponible, et les artefacts ici sont vraiment étranges. Il n’y en a absolument pas autour du matériel, seulement sur la pierre censée flotter.
      La qualité des autres vidéos du même utilisateur semble assez bonne, donc j’ai du mal à croire à l’explication par la compression. Le contexte est aussi étrange. Les autres vidéos publiées par le même utilisateur montraient des choses que personne ne prendrait pour un véritable effet Meissner : juste un tout petit aimant sur du papier. Serait-ce une nouvelle tentative avec cette vidéo ?
    • Je ne comprends vraiment pas pourquoi on n’utilise qu’un objectif grand-angle pour filmer un objet microscopique. S’il s’agissait d’une découverte extraordinaire, on aurait filmé en gros plan avec zoom.
      Filmé comme ça, le sujet intéressant n’occupe que quelques pixels, ce qui le rend facile à générer par ordinateur. Toutes les vidéos que j’ai vues jusqu’ici avaient ce genre de faille logique.
    • Ces petits « artefacts » ressemblent à de plus petites particules attachées au gros morceau.

  • Nitter : https://nitter.net/Andercot/status/1687740396691185664

    • Un autre lien vers la vidéo se trouve ici, mais comme c’est en chinois, je ne sais pas s’il contient des informations supplémentaires sur la source : https://news.ycombinator.com/item?id=37010498
    • Hors sujet, mais je me demande pourquoi il faut cliquer sur « enable this playback » puis recharger la page pour voir le clip. Qu’est-ce que ça fait exactement ?

  • Une vidéo en plus haute résolution a été publiée sur le subreddit lk99 : https://www.douyin.com/video/7263715495256378659

  • Quelqu’un a partagé ce lien sur Manifold Market : https://imgur.io/a/AY1oaIO
    À mes yeux aussi, ça paraît un peu bizarre, mais je ne suis pas assez expert pour déterminer si cela peut s’expliquer par un effet optique ou par la compression.

    • Ça ne ressemble à aucun artefact de compression que j’aie déjà vu. Deux découvertes incroyables dans une seule vidéo ! Si c’est vrai, c’est énorme.

  • Est-ce que c’est en pratique une preuve de supraconductivité à température ambiante ? En supposant bien sûr que ce ne soit pas une arnaque

    • Si l’on suppose que tout ce qu’on voit dans la vidéo est authentique, la seule question qui reste est la température réelle de cet échantillon
      Si tout cela est confirmé, une nouvelle ère s’ouvre
    • Ce n’est pas encore une démonstration de supraconductivité. Il faut aussi mesurer la résistance électrique en fonction de la température
      Pour l’instant, il faut considérer LK-99 comme un matériau présentant certaines propriétés supraconductrices à température ambiante
    • Pour chaque pièce du puzzle, employons le mot indice plutôt que « preuve »
    • D’après la compréhension actuelle, la vidéo précédente montrant une lévitation quelle que soit l’orientation suffisait déjà à indiquer une supraconductivité plutôt qu’un simple diamagnétisme
      Si ce n’est pas une arnaque, la première vidéo et l’article contenaient en fait déjà les éléments nécessaires, puisqu’il y était question de lévitation et d’une zone de résistance nulle
      Cela dit, la manière généralement acceptée consiste à ce que d’autres laboratoires reproduisent les résultats et que l’article passe l’évaluation par les pairs. Quelques vidéos ne suffisent pas
    • C’est une arnaque, et c’est triste de voir des gens comme Sabine Hossenfelder se faire avoir aussi facilement
      La vidéo est tournée dans une cuisine ou un salon, créée par un compte TikTok aléatoire, sans qualifications ni explication, avec le tag « mysterious ». Il y a déjà eu tellement de faux qu’il est difficile de comprendre qui peut croire ça

  • Théoriquement, le flux pinning pourrait-il se produire sans véritable supraconductivité ? Si j’ai bien compris, LK-99 semble dissocier pas mal de propriétés que l’on pensait liées

    • Il pourrait s’agir d’un phénomène entièrement nouveau, jamais observé jusqu’ici, mais cela paraît assez peu probable
      Une grande partie s’expliquerait si l’on avait beaucoup de très petits morceaux de supraconducteur séparés par un conducteur ordinaire
    • Il faudrait alors une nouvelle physique. La plupart des aspects étranges viennent probablement de l’un des cas suivants : (1) impuretés dans l’échantillon, (2) cas extrême où la partie active est minuscule au sein d’un gros bloc inactif ou d’un matériau ayant ses propres propriétés électromagnétiques, (3) le diagnostic de supraconducteur est tout simplement erroné dès le départ

  • Le billet indique seulement que la vidéo vient de BiliBili. Quelqu’un connaît-il la source réelle ? J’ai envie d’y croire, mais cette vidéo est suspecte

  • J’ai une question un peu particulière pour les physiciens des dispositifs ici présents
    D’abord, il faudra évidemment vérifier, mais supposons que ce matériau soit un supraconducteur sans paires de Cooper
    Pourrait-on quand même fabriquer des jonctions Josephson et des SQUID avec ce matériau ?
    Si la réponse est « oui », les géophysiciens spécialistes des courants telluriques seront aux anges

    • Peux-tu expliquer à quoi serviraient des SQUID et des jonctions Josephson à température ambiante en géophysique des courants telluriques ?

  • Ce matériau est-il sûr à manipuler ?
    J’ai l’impression qu’on va bientôt commencer à en voir apparaître partout sur eBay et AliExpress

    • J’espère qu’il est sûr. Avec de petites billes aimantées, ce serait le jouet parfait pour les jeunes enfants
    • Il contient du plomb
    • S’il fait l’objet d’une demande de brevet, serait-il légal de le vendre ? Je ne dis pas que ça n’arrivera pas, je suis juste curieux