LK-99とは何だったのか~室温超伝導狂騒曲~
【イントロ】 現代社会は電気エネルギーを用いた技術、エレクトロニクスにより支えられている。この電気エネルギーをロスなく使用するため、超伝導技術に期待が寄せられている。超伝導は、物質中を流れる電気抵抗がゼロとなる現象であり、電気をロスなく流すことができるため、その実用化が長らく望まれている。 超伝導技術の課題は、その現象が一般には液体ヘリウムや液体窒素を必要とする極低温、もしくは地球内部に匹敵する高圧下でしか生じない点にある。より高温、そして常圧で動作する超伝導体、いわゆる常圧高温超伝導体の探索が今なお続けられている。特に1980年代の銅酸化物超伝導体[ 1 ]、2000年代の鉄系超伝導体[ 2 ]、2010年代の水素化合物系高圧超伝導体[ 3 ]の発見は、常圧高温超伝導体の誕生の期待を大きく高めたものの、未だ発見には至っていない。 そんな中、2023年7月、プレプリントサーバーであるarXivに「Cu置換Pb9CuP6O25、通称LK-99は、常圧かつ室温以上の温度で超伝導体になる」と主張する2本の論文が韓国の研究機関により投稿された[ 4 , 5 ]。この論文は世間の大きな注目を集め、arXiv上だけでなく、SNS上でも再現実験が報告[ 6 , 7 ]され、さらにコミケで試料が販売される[ 8 ]など、熱狂的ともいえる盛り上がりを引き起こした。 このLK-99論文の特徴は、超伝導体の特徴と言える「ゼロ抵抗」「マイスナー効果による磁気浮上」「組成・結晶構造の同定」を含む形で論文が報告されたことである。これらは、新超伝導体の発見に対するいわゆる「田中クライテリア」(※)を満たしていたこと、さらに、初期の追試を行ったグループから 「ゼロ抵抗」 や 「磁気浮上」 が報告されたことから、その真実性がにわかに期待された。(※ 参考PDFリンク ) しかし、その後の各国研究機関の精力的な追試により、この物質が実際には超伝導体ではないことが明らかになった。報告されていた「ゼロ抵抗」および「磁気浮上」がそれぞれ、超伝導現象ではない別の現象、すなわち「硫化銅Cu2Sの構造相転移」および「強磁性による磁気浮上」を見ていたことが明らかになったのである。 本記事では、このLK-99研究に対する各国の取り組みと、どのような現象が超伝導現象と誤認されたかについてまとめ