Fizycy twierdzą, że stworzyli nadprzewodnik w warunkach zbliżonych do oceanu: ScienceAlert

Niewiele odkryć naukowych zrewolucjonizuje technologię w takim stopniu, jak materiał, który osiąga nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej, pod stosunkowo łagodnym ciśnieniem.

Zespół fizyków Kierowany przez Rangę Dias, fizyka z University of Rochester w Nowym Jorku Teraz twierdzi, że mogli go złamać, co wskazuje na Metal ziem rzadkich zwany lutetem wraz z wodorem i azotem może przewodzić elektryczność bez oporu w temperaturze zaledwie 21 stopni Celsjusza (70 stopni Fahrenheita) i około 10 000 atmosfer, Raporty zespołu.

Jeśli potwierdzą to inni badacze, byłby to wielki przełom w tworzeniu urządzeń, które nie marnują energii na ciepło podczas wytwarzania prądu.

Idealnie byłoby, gdyby pewnego dnia można było to wykorzystać do stworzenia bardziej wydajnych komputerów; szybsze, pozbawione tarcia pociągi maglev; doskonała technologia rentgenowska; i jeszcze potężniejsze reaktory termojądrowe.

„Dzięki tym materiałom nadszedł świt nadprzewodnictwa otoczenia i stosowanych technologii” powiedział zespół W komunikacie prasowym.

Naukowcy nazwali materiał „czerwoną materią”, ponieważ materiał zmienia się dramatycznie z niebieskiego na różowy, gdy staje się nadprzewodnikiem, a później na czerwony, gdy staje się metalem nieprzewodzącym.

border frame=”0″allow=”akcelerometr; automatyczny start; Zapis do schowka. nośniki kodowane żyroskopowo; Obrazek w obrazku; udostępnianie w sieci „allowfullscreen>”.

Zanim zaczniesz się zbytnio ekscytować, pamiętaj, że na razie jest to tylko jeden zespół badaczy dzielących się własnymi obserwacjami. Dane zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie NaturaZ pewnością wywoła wiele dyskusji. W świecie fizyki jest już dużo zdrowego sceptycyzmu.

Głównym problemem jest to, że ta sama grupa naukowców opublikowała twierdzenia o podobnym przełomie w nadprzewodnikach w temperaturze pokojowej w 2020 r. Twierdzenie to zostało później zanurzyć się przed Natura Z powodu problemów z reprodukcją i pytaniami o dane.

Nadprzewodnictwo jest tak dużym problemem, ponieważ normalnie, gdy prąd przepływa przez przewody – powiedzmy, przechodząc z elektrowni do domu lub przez wewnętrzne obwody smartfona – napotyka tarcie. Opór ten powoduje utratę energii w postaci ciepła.

W 1911 rokuNaukowcy ustalili, że istnieją materiały, które utraciły tę odporność pod wpływem ekstremalnie niskich temperatur i wysokiego ciśnienia.

W tych ekstremalnych warunkach zachowania kwantowe elektronów wewnątrz nadprzewodników wzmacniają się, umożliwiając im tworzenie tak zwanego nadprzewodnika pary miedzianepozwalając im poruszać się po materiale z optymalną wydajnością.

Nadprzewodnictwo jest stosunkowo łatwe do wykrycia, ponieważ odpycha również materiały pola strumienia magnetycznego.

Jednak tworzenie materiałów nadprzewodzących w efektywnych, praktycznych temperaturach i poziomach ciśnienia jest dużym wyzwaniem, nad którym fizycy pracowali przez dziesięciolecia.

Zespół z University of Rochester twierdzi, że zbliżył się do tego, używając czerwonej materii.

Aby stworzyć materiał, naukowcy opracowali gazową mieszaninę 99 procent wodoru i 1 procent azotu. Pozostawiony w pokoju z lutetem na kilka dni 200 stopni CelsjuszaSkładniki przereagowały, tworząc oszałamiający niebieski związek.

Następnie zespół umieścił materiał w diamentowym kowadle, które służy do umieszczania materiału pod silnym ciśnieniem.

Wraz ze wzrostem ciśnienia materiał poddawany był „Zauważalna zmiana wizualna’, zmieniając kolor z niebieskiego na różowy, gdy stał się nadprzewodnikiem – co zespół potwierdził, mierząc zarówno pola magnetyczne wokół materiału, jak i jego przewodnictwo elektryczne.

Gdy ciśnienie nadal narastało, materiał zmienił kolor na jaskrawoczerwony, przechodząc przez fazę nadprzewodzącą do metalicznego stanu nieprzewodzącego.

Reddmatter wykazywał nadprzewodnictwo w temperaturze około 21 stopni Celsjusza (70 Fahrenheita), po ściśnięciu do ciśnienia 145 tysięcy funtów za cal kwadratowy.

To wciąż przybliżenie 10 000 razy większe od ciśnienia ziemskiej atmosfery, więc nadal wymaga odpowiednich typów konstrukcji i wyposażenia, aby można było z niego korzystać w praktyce. Raczej nie dasz swojemu telefonowi supermocy w najbliższym czasie.

Ale jest to znacznie niższe ciśnienie niż inni kandydaci na nadprzewodniki w temperaturze pokojowej, które wymagają milionów razy ciśnienia atmosferycznego.

border frame=”0″allow=”akcelerometr; automatyczny start; Zapis do schowka. nośniki kodowane żyroskopowo; Obrazek w obrazku; udostępnianie w sieci „allowfullscreen>”.

Obecnie jednym z największych problemów jest to, że badacze nie są całkowicie Zapewnij dokładny skład czerwonego materiału. Utrudnia to zrozumienie, w jaki sposób stają się nadprzewodnikami.

Istnieją przesłanki, że nadprzewodnictwo można osiągnąć za pomocą innego mechanizmu niż inne nadprzewodniki, fizycy ChangQing Jin i David Ceperley, którzy nie brali udziału w badaniach, Uwaga w załączeniu Natura Nowy artykuł i poglądy.

„[The] Model strukturalny… wskazuje, że w próbkach autorów jest stosunkowo mało wodoru w porównaniu z podobnymi związkami nadprzewodzącymi” piszą.

Potrzebne byłyby dalsze badania, aby to potwierdzić [the] Materiał jest nadprzewodnikiem wysokotemperaturowym, więc zrozumienie, czy ten stan jest napędzany przez wibracje spowodowane przez pary Coopera – czy też przez niekonwencjonalny mechanizm, nie zostało jeszcze ujawnione. „

Diaz Przyznaje Wiele pozostaje do zrozumienia, w jaki sposób czerwona materia osiąga nadprzewodnictwo. Ale nadal jest optymistą, czerwona materia jest ważnym pierwszym krokiem, nawet jeśli nie jest najlepszym nadprzewodnikiem.

„W życiu codziennym mamy do czynienia z wieloma różnymi metalami, których używamy do różnych zastosowań, dlatego też będziemy potrzebować różnych rodzajów materiałów nadprzewodzących”. – powiedział Diaz.

„Droga do nadprzewodzącej elektroniki użytkowej, przesyłu energii i linii transmisyjnych oraz znaczących ulepszeń w magnetycznym zamknięciu termojądrowym jest teraz rzeczywistością”. on dodał.

„Wierzymy, że jesteśmy teraz w erze nowoczesnego nadprzewodnictwa”.

Badania opublikowane w Natura.