Video pertama LK-99 yang menunjukkan levitasi penuh di udara (flux pinning / penguncian fluks)

 (twitter.com/andercot)
1 poin oleh GN⁺ 2023-08-06 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Sebuah video yang diunggah di situs berbagi video Tiongkok BiliBili diklaim menunjukkan levitasi penuh di udara (penguncian fluks) dari sampel LK-99 yang disintesis dengan kemurnian tinggi
  • Levitasi pada material superkonduktor adalah fenomena yang hanya muncul pada superkonduktor Tipe-II, ketika garis gaya magnet menembus material lalu 'terperangkap', memberikan gaya yang diperlukan untuk levitasi
  • Penguncian fluks (flux-pinning) sepenuhnya berbeda dari efek Meissner, dan bukan sifat diamagnetik maupun bahan diamagnetik
  • Fluks yang terperangkap pada pusat penguncian (pinning centers) dikuantisasi dalam bentuk vorteks magnetik (magnetic vortices), dan kuantisasi ini merupakan ciri pembeda utama superkonduktor Tipe-II
  • Ini adalah video pertama yang diklaim menunjukkan levitasi karena penguncian fluks, dan jika benar maka merupakan penemuan yang sangat unik dan terobosan besar terkait sifat material baru tersebut

Video levitasi penguncian fluks LK-99

  • Sebuah video yang diunggah di situs berbagi video Tiongkok BiliBili diklaim menunjukkan sampel LK-99 yang disintesis dengan kemurnian tinggi
  • Ini adalah video pertama yang diklaim menunjukkan levitasi dengan penguncian fluks (flux-pinned levitation), dan jika benar maka merupakan penemuan yang sangat unik dan menjanjikan dari sisi karakteristik material baru dan potensi riset ke depan
  • Jika nyata, ini benar-benar bersifat terobosan besar (ground-breaking)

Prinsip levitasi pada material superkonduktor

  • Levitasi pada material superkonduktor adalah fenomena unik yang hanya muncul pada superkonduktor Tipe-II, ketika garis gaya magnet menembus material lalu 'terperangkap (trapped)', memberikan gaya yang dibutuhkan untuk levitasi
  • Ini adalah gambar dan video populer yang sering terlihat secara online dan di postingan pin profil, berupa cakram yang didinginkan hingga suhu kriogenik dan melayang di atas magnet

  • Analogi rambut dan permen karet

    • Dianalogikan seperti permen karet yang menempel kuat pada rambut lalu tergantung di udara — rambut mewakili garis gaya magnet, dan permen karet mewakili superkonduktor Tipe-II
    • Seperti rambut yang terdiri dari helai-helai individual yang 'terkuantisasi' dan 'diskret', fluks yang terperangkap pada pusat penguncian (pinning centers) juga terkuantisasi sebagai vorteks magnetik (magnetic vortices)
    • Kuantisasi garis fluks yang terkunci adalah inti sekaligus ciri pembeda superkonduktor Tipe-II (namun, jika ketebalan material lebih kecil dari kedalaman penetrasi London, secara teknis hal ini juga dapat terjadi pada Tipe-I)

Perbedaan antara penguncian fluks dan efek Meissner

  • Penguncian fluks (flux-pinning) adalah fenomena yang unik hanya pada superkonduktor dan sepenuhnya terpisah dari efek Meissner
  • Bukan sifat bahan diamagnetik maupun diamagnetisme
  • Juga disebut quantum locking, dan disertai gambar yang menunjukkan perbedaannya dengan efek Meissner

Riset penguncian fluks pada rongga SRF

  • Berkontribusi pada riset penguncian fluks pada rongga radiofrekuensi superkonduktor kristal Niobium (SRF) yang digunakan untuk percepatan partikel di TRIUMFLab
  • Fluks yang terperangkap meningkatkan resistansi permukaan residual rongga dan menurunkan faktor kualitas (Q-factor) — Q-factor adalah ukuran efisiensi resonator
  • Rongga SRF umumnya memiliki Q-factor pada tingkat 10E10, dan fluks yang terjebak di pusat penguncian menurunkan medan listrik percepatan efektif maksimum untuk mempercepat berkas partikel bermuatan hingga mendekati kecepatan cahaya

  • Penyebab terjadinya penguncian fluks

    • Diperkirakan terjadi ketika cacat kecil dalam kristal (volume defects, cacat volumetrik) pada beberapa superkonduktor Tipe-II memungkinkan penetrasi fluks
    • Pada rongga SRF, medan magnet yang melewati material seperti medan magnet latar Bumi dapat terperangkap di dalam rongga saat transisi superkonduktor terjadi
    • Disertai grafik riset yang menunjukkan bahwa semakin kuat medan magnet latar, semakin meningkat resistansi permukaan rongga SRF saat transisi superkonduktor (sumbu X: dari kiri ke kanan suhu tinggi → suhu rendah, sumbu Y: resistansi permukaan dalam nano-ohm)

Interpretasi alternatif dan stabilitas levitasi

  • Susunan magnet di bagian bawah membentuk medan magnet dipol (dipole field) seperti magnet batang
  • Jika material di atas hanyalah bahan diamagnetik biasa, maka mustahil secara fisika untuk tetap melayang stabil saat disentuh dengan batang
  • Pada video material superkonduktor yang lebih tradisional dan didinginkan pun, goyangan yang sama muncul saat ada sedikit gangguan

  • Sanggahan melalui ekstensi Brauenbeck

    • Sebagai interpretasi lain, diajukan kemungkinan bahwa bahan diamagnetik itu tergantung di dalam medan magnet dipol milik magnet
    • Hal ini dimungkinkan melalui ekstensi Brauenbeck, yang merupakan sanggahan terhadap teorema Earnshaw

Makna superkonduktor suhu tinggi

  • Semua perusahaan pada dasarnya membangun produk dari himpunan teknologi dasar yang sama dan terbatas, sementara setiap beberapa dekade fisika melahirkan 'sesuatu' yang benar-benar baru yang mengubah apa yang secara fisik mungkin dilakukan
  • Superkonduktor suhu tinggi sedang mendekat, dan akan mengubah segalanya

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2023-08-06
Opini Hacker News

  • Jika ini bukan manipulasi digital, sulit membayangkan bagaimana cara memalsukannya, dan kalau ini adalah superkonduktor suhu kritis tinggi yang sudah dikenal, seharusnya ia akan memanas terlalu cepat, jadi kemungkinan itu juga tampak kecil
    Jadi, jika bukan rekayasa elektronik, saya mulai berpikir ini mungkin sungguhan. Para penulisnya juga tidak semuanya tidak dikenal, dan Hyun Tak Kim memiliki sekitar 10 ribu sitasi menurut Google Scholar, serta menulis makalah Scientific Reports yang membuat L&K tertarik untuk berkolaborasi. Ia tampak seperti orang yang memahami superkonduktivitas, jadi saya merasa cukup optimistis

    • Menurut video ini https://twitter.com/xmal/status/1300754522218913799, jika menaruh pelat tembaga di bawah magnet, levitasi yang stabil bisa terjadi
      Di video asli ada dua benda logam yang ditumpuk; mungkinkah bagian bawahnya mengandung tembaga?
    • Pernyataan “sulit dipalsukan jika bukan manipulasi digital” pada akhirnya juga berarti kita bisa dengan mudah membayangkan cara untuk memalsukannya
    • Hyun Tak Kim tampaknya bergabung terlambat dalam proyek ini, dan kelihatannya terutama meminjamkan reputasinya kepada tiga penulis asli anonim dari luar dunia berbahasa Inggris
    • Bisa saja potongan itu sendiri adalah magnet, sementara di dalam blok di bawahnya ada superkonduktor tipe-2 berpendingin nitrogen cair yang sudah dikenal
    • Serius, di mata saya ini terlihat seperti potongan grafit yang ditempelkan pada benang tak terlihat
      Cara benda itu bergerak berbeda dari gerakan yang kita harapkan dari magnetisme; misalnya pada detik ke-10 khususnya
    1. Video ini awalnya berasal dari akun Douyin anonim. Tidak ada verifikasi bahwa ini terkait dengan upaya replikasi nyata, baik dari akademia tradisional maupun sains warga
      Kanal itu sebelumnya juga mengunggah video levitasi parsial yang sering terlihat pada LK-99, tetapi itu pun tidak memiliki bukti khusus bahwa bendanya bukan potongan grafit pirolitik. Mereka mengklaim terkait dengan sosok tertentu, tetapi tidak ada buktinya, dan kalau pun palsu, tidak ada reputasi yang akan hilang
    2. Dinamika dalam videonya terlihat cukup meyakinkan seperti flux pinning, tetapi artefak di sekitar potongan yang diklaim sebagai LK-99 saat melompat sangat mencurigakan. Terlihat seperti digantung pada benang horizontal yang tegang lalu dihapus, dan pada momen tertentu bagian yang sangat dekat dengan potongan itu tampaknya tidak tertutup dengan baik lewat rotoscoping. Tentu saja bisa saja itu artefak kompresi, tetapi saya belum pernah melihat bentuk seperti ini, dan pada titik kita menontonnya, kemungkinan ini adalah video hasil rekaman ulang dari rekaman lain, serta saya tidak akrab dengan karakteristik kompresi Douyin atau Bilibili
      Saya cukup skeptis terhadap video spesifik ini. Untuk LK-99 sendiri, pada titik ini saya menganggap kemungkinannya lebih tinggi, tetapi saya juga menganggap kemungkinan video ini tidak asli lebih tinggi
      Ketika popularitas LK-99 meningkat dan editor VFX makin terbiasa dengan seperti apa seharusnya video nyata terlihat, sangat mungkin video palsu yang meyakinkan akan dibuat dan menjadi viral. Biasanya, seorang pekerja VFX membuatnya sebagai latihan dan menunjukkannya kepada beberapa orang tanpa niat jahat, lalu setelah beberapa kali diunggah ulang oleh orang lain, video itu menyebar ke khalayak luas tanpa sumber yang jelas. Tentu saja, penipu atau influencer yang mahir VFX juga bisa memanipulasinya secara langsung
      Video perlu ditonton dengan agak hati-hati. Kondisi yang diinginkan antara lain kamera tidak diam dan bergerak mengelilingi sampel, pencahayaan berubah selama video, potongan itu sendiri bergerak, terlihat adegan pemasangan atau pembersihan setelahnya, serta ada benda lain yang bergerak di sekitar objek untuk mengurangi kemungkinan adanya benang
    • Semua penalarannya masuk akal. Namun dari sudut pandang pisau Occam, saya menganggapnya palsu. Videonya terlalu pendek dan framing-nya terlalu presisi
      Merekam video 20 kali lebih panjang dengan sudut pandang bergerak tanpa mengungkap kekayaan intelektual atau rahasia itu hal sepele, tetapi membuat video manipulasi VFX yang 20 kali lebih panjang jauh lebih sulit
    • Saya menontonnya dalam kualitas tertinggi, dan artefak di sini benar-benar aneh. Tidak ada sama sekali di sekitar peralatan, hanya ada pada batu yang diklaim melayang
      Kualitas video lain dari pengguna yang sama dengan video ini tampak cukup bagus, jadi saya sulit percaya penjelasan bahwa ini masalah kompresi. Konteksnya juga aneh. Video lain yang diunggah pengguna yang sama berisi sesuatu yang tidak akan dipercaya siapa pun sebagai efek Meissner nyata, hanya magnet sangat kecil di atas kertas. Apakah mereka mencoba lagi dengan video ini?
    • Saya benar-benar tidak mengerti kenapa saat merekam objek mikroskopis mereka hanya memakai lensa wide-angle. Kalau ini penemuan luar biasa, seharusnya direkam dekat dengan pembesaran
      Dengan cara pengambilan seperti ini, objek menariknya hanya beberapa piksel, sehingga mudah dibuat dengan komputer. Setiap video yang saya lihat sejauh ini punya celah logika seperti ini
    • “Artefak” kecil itu terlihat seperti serpihan partikel yang lebih kecil yang menempel pada potongan besar

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

    • Tautan video alternatif ada di sini, tetapi karena berbahasa Mandarin, saya tidak tahu apakah ada informasi tambahan tentang sumbernya: https://news.ycombinator.com/item?id=37010498
    • Sedikit di luar topik, tetapi saya penasaran mengapa untuk menonton klip kita harus menekan “enable this playback” lalu me-refresh halaman. Apa yang sebenarnya dilakukan itu?

  • Video dengan resolusi lebih tinggi telah diunggah di subreddit lk99: https://www.douyin.com/video/7263715495256378659

  • Seseorang menautkan ini di Manifold Market: https://imgur.io/a/AY1oaIO
    Di mata saya juga terlihat agak aneh, tetapi saya bukan ahli yang cukup untuk menilai apakah ini bisa dijelaskan sebagai efek optik atau efek kompresi

    • Ini terlihat berbeda dari artefak kompresi apa pun yang pernah saya lihat. Dua penemuan mengejutkan dalam satu video! Kalau benar, luar biasa

  • Apakah ini pada dasarnya memang bukti superkonduktivitas suhu ruang? Tentu dengan asumsi ini bukan penipuan

    • Jika kita menganggap semua yang ada di video itu asli, pertanyaan yang tersisa hanyalah berapa suhu sebenarnya dari sampel tersebut
      Jika semua ini terkonfirmasi, era baru akan terbuka
    • Ini belum menjadi pembuktian superkonduktivitas. Pengukuran hambatan listrik terhadap suhu juga diperlukan
      Untuk saat ini, LK-99 harus dilihat sebagai material yang menunjukkan sebagian sifat superkonduktor pada suhu ruang
    • Untuk tiap potongan teka-teki, mari gunakan kata bukti pendukung, bukan “pembuktian”
    • Menurut pemahaman saat ini, video sebelumnya yang menunjukkan levitasi tanpa bergantung pada arah saja sudah cukup untuk menunjukkan superkonduktivitas, bukan diamagnetisme
      Jika ini bukan penipuan, sebenarnya video pertama dan makalahnya saja sudah memuat unsur yang diperlukan. Karena ada levitasi dan penyebutan wilayah resistansi nol
      Namun cara yang umumnya diterima adalah laboratorium lain mereproduksinya dan makalahnya lolos peer review. Beberapa video saja tidak cukup
    • Ini penipuan, dan menyedihkan melihat orang seperti Sabine Hossenfelder tertipu semudah ini
      Videonya direkam di dapur atau ruang tamu, dibuat oleh akun TikTok acak, tanpa kredensial maupun penjelasan, dan diberi tag “mysterious”. Sudah ada begitu banyak yang palsu, jadi sulit memahami siapa yang bisa percaya ini

  • Secara teori, bisakah pinning fluks terjadi tanpa superkonduktivitas yang nyata? Kalau pemahaman saya benar, LK-99 tampaknya memisahkan cukup banyak sifat yang selama ini kita kira saling terkait

    • Bisa saja ini fenomena yang sepenuhnya baru dan belum pernah teramati, tetapi tampaknya kemungkinannya cukup kecil
      Banyak hal tampaknya bisa dijelaskan jika kita menganggap ada banyak pecahan superkonduktor yang sangat kecil, dipisahkan oleh konduktor biasa
    • Untuk itu diperlukan fisika baru. Sebagian besar hal yang terlihat aneh mungkin berasal dari salah satu dari: (1) ketidakmurnian sampel, (2) kasus ekstrem ketika bagian aktifnya sangat kecil di dalam bongkahan besar yang inert atau material yang memiliki sifat elektromagnetik sendiri, (3) penilaian awal bahwa itu superkonduktor memang keliru

  • Postingan itu hanya mengatakan videonya berasal dari BiliBili. Ada yang tahu sumber sebenarnya? Saya ingin percaya, tetapi video ini mencurigakan

  • Saya punya pertanyaan yang agak khusus untuk para fisikawan perangkat di sini
    Verifikasi tentu masih diperlukan, tetapi anggap saja material ini adalah superkonduktor non-pasangan Cooper
    Bisakah Josephson junction dan SQUID dibuat dengan material ini juga?
    Jika jawabannya “ya”, para geofisikawan magnetotellurik akan sangat gembira

    • Bisa jelaskan untuk apa SQUID suhu ruang dan Josephson junction digunakan dalam geofisika magnetotellurik?

  • Apakah material ini aman untuk disentuh?
    Rasanya sebentar lagi akan mulai bermunculan di eBay dan AliExpress

    • Semoga aman. Karena jika begitu, berdampingan dengan magnet bola kecil, ini akan menjadi mainan yang sempurna untuk anak-anak
    • Ini mengandung timbal
    • Kalau patennya sedang diajukan, apakah menjualnya legal? Bukannya saya menyangkal bahwa barang itu akan muncul; saya cuma penasaran