W końcu znaleziono pierwszy nadprzewodnik działający w temperaturze pokojowej

Oto jest: naukowcy poinformowali o odkryciu pierwszego nadprzewodnika działającego temperaturze pokojowej, po ponad stu latach oczekiwania.

Odkrycie to budzi marzenia o futurystycznych technologiach, które mogą zrewolucjonizują elektronikę i transport. Nadprzewodniki przesyłają energię elektryczną bez oporu, umożliwiając przepływ prądu bez utraty energii. Jednak wszystkie odkryte wcześniej nadprzewodniki muszą zostać schłodzone, wiele z nich do bardzo niskich temperatur, co czyni je niepraktycznymi w większości zastosowań.

Teraz naukowcy odkryli pierwszy nadprzewodnik, który działa w temperaturze pokojowej – przynajmniej w dość chłodnym pomieszczeniu. Materiał nadprzewodzący poniżej temperatur około 15 ° Celsjusza (59 ° Fahrenheita) – fizyk Ranga Dias z University of Rochester w Nowym Jorku i jego współpracownicy donosili o nim 14 października w Nature.

Wyniki zespołu „są po prostu piękne” – mówi chemik ds. Materiałów Russell Hemley z University of Illinois Chicago, który nie brał udziału w badaniach. Jednak supermoce nadprzewodzące nowego materiału pojawiają się tylko przy bardzo wysokich ciśnieniach, co ogranicza jego praktyczną użyteczność.

Dias i współpracownicy utworzyli nadprzewodnik, ściskając węgiel, wodór i siarkę między końcówkami dwóch diamentów i uderzając w nie światłem lasera, aby wywołać reakcje chemiczne. Przy ciśnieniu około 2,6 miliona razy większym od ziemskiej atmosfery i temperaturach poniżej około 15 ° C opór elektryczny zniknął.

Samo to nie wystarczyło, by przekonać Diasa. „Nie wierzyłem w to za pierwszym razem” – mówi. Dlatego zespół zbadał dodatkowe próbki materiału i zbadał jego właściwości magnetyczne.

Wiadomo, że nadprzewodniki i pola magnetyczne zderzają się – silne pola magnetyczne hamują nadprzewodnictwo. Rzeczywiście, kiedy materiał był umieszczony w polu magnetycznym, potrzebne były niższe temperatury, aby nadprzewodził. Zespół przyłożył również do materiału oscylujące pole magnetyczne i wykazał, że gdy materiał stał się nadprzewodnikiem, odpychał to pole magnetyczne od jego wnętrza, co jest kolejnym objawem nadprzewodnictwa.

Naukowcy nie byli w stanie określić dokładnego składu materiału ani sposobu ułożenia jego atomów, co utrudnia wyjaśnienie, w jaki sposób może on nadprzewodzić w tak stosunkowo wysokich temperaturach. Przyszłe prace skupią się na dokładniejszym opisie materiału, mówi Dias. Kiedy w 1911 roku odkryto nadprzewodnictwo, stwierdzono je tylko w temperaturach bliskich zeru absolutnemu (−273,15 ° C). Ale od tego czasu naukowcy stale odkrywają materiały, które przewodzą w wyższych temperaturach. W ostatnich latach naukowcy przyspieszyli ten postęp, skupiając się na materiałach bogatych w wodór poddanych wysokiemu ciśnieniu.

W 2015 roku fizyk Michaił Eremets z Instytutu Chemii im. Maxa Plancka w Moguncji w Niemczech wraz ze współpracownikami ścisnął wodór i siarkę, tworząc nadprzewodnik w temperaturach dochodzących do -70 ° C. Kilka lat później dwie grupy, jedna kierowana przez Eremetsa, a druga z udziałem Hemleya i fizyka Maddury Somayazulu, badały wysokociśnieniowy związek lantanu i wodoru. Oba zespoły znalazły dowody na nadprzewodnictwo w jeszcze wyższych temperaturach, odpowiednio -23 ° C i -13 ° C, oraz w niektórych próbkach prawdopodobnie nawet w 7 ° C.

Odkrycie nadprzewodnika działającego w temperaturze pokojowej nie jest zaskoczeniem. „Oczywiście zmierzaliśmy w tym kierunku” – mówi chemiczka teoretyczna Eva Zurek z Uniwersytetu w Buffalo w Nowym Jorku, która nie był zaangażowany w badania. Ale przełamanie symbolicznej bariery temperatury w pomieszczeniu to „naprawdę wielka sprawa”.

Gdyby nadprzewodnik działający w temperaturze pokojowej mógł być używany pod ciśnieniem atmosferycznym, mógłby zaoszczędzić ogromne ilości energii traconej w wyniku oporu w sieci elektrycznej. Może też ulepszyć obecne technologie, od maszyn do rezonansu magnetycznego po komputery kwantowe i kolej magnetyczna. Dias wyobraża sobie, że ludzkość może stać się „społeczeństwem nadprzewodzącym”.

Jednak do tej pory naukowcy stworzyli tylko maleńkie plamki materiału pod wysokim ciśnieniem, więc praktyczne zastosowania są nadal bardzo odległe.

Mimo to „temperatura nie jest już granicą”, mówi Somayazulu z Argonne National Laboratory w Lemont w stanie Illinois, który nie był zaangażowany w nowe badania. Zamiast tego fizycy mają teraz nowy cel: stworzyć nadprzewodnik o temperaturze pokojowej, który będzie działał bez ściśnięcia, mówi Somayazulu. „To kolejny duży krok, który musimy zrobić”.

Źródło: Emily Conover

Zdjęcia: ADAM FENSTER

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x