Natuurkundigen beweren een supergeleider te creëren in omstandigheden nabij de oceaan: ScienceAlert

Weinig wetenschappelijke ontdekkingen zullen de technologie zo radicaal veranderen als een materiaal dat supergeleiding bereikt bij kamertemperatuur, onder relatief milde druk.

Een team van natuurkundigen Onder leiding van Ranga Dias, een natuurkundige van de Universiteit van Rochester in New York Hij beweert nu dat ze het misschien hebben gebroken, wat duidt op een Een zeldzaam aardmetaal, lutetium genaamd, kan samen met waterstof en stikstof elektriciteit geleiden zonder weerstand bij slechts 21 graden Celsius (70 graden Fahrenheit) en ongeveer 10.000 atmosfeer. Team rapporteert.

Dit klinkt misschien nog steeds als buitengewoon hoge druk De onderzoekers noteren Dat tegenwoordig hogere drukken worden gebruikt in technische processen, zoals de fabricage van chips, is iets dat buiten een gespecialiseerd laboratorium kan worden bereikt.

Als andere onderzoekers dit bevestigen, zou dit een grote doorbraak zijn in het maken van apparaten die geen energie verspillen aan warmte bij het produceren van een stroom.

Idealiter zou dit ooit kunnen worden gebruikt om efficiëntere computers te maken; snellere, wrijvingsloze magnetische treinen; superieure röntgentechnologie; en nog krachtigere kernfusiereactoren.

“Met deze materialen is de dageraad van omgevingssupergeleiding en toegepaste technologieën aangebroken,” zei het team In een persbericht.

De onderzoekers noemden het materiaal “rode materie” omdat het materiaal dramatisch verandert van blauw naar roze als het supergeleidend wordt, en later naar rood als het een niet-supergeleidend metaal wordt.

border frame=”0″allow=”versnellingsmeter; automatische start; Klembord schrijven. gyroscoop gecodeerde media; foto in foto; delen op het web “allowfullscreen>”.

Voordat u te enthousiast wordt, moet u er rekening mee houden dat dit voorlopig slechts één team van onderzoekers is dat hun eigen waarnemingen deelt. De gegevens zijn gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift natuurHet zal ongetwijfeld veel discussie opleveren. Er bestaat al veel gezonde scepsis in de wereld van de natuurkunde.

Een grote zorg is dat dezelfde groep onderzoekers in 2020 beweringen publiceerde over een vergelijkbare doorbraak in supergeleiders bij kamertemperatuur. Deze bewering werd later dip voor natuur Vanwege problemen met reproductie en vragen over de gegevens.

Supergeleiding is zo’n groot probleem omdat, normaal gesproken, wanneer elektriciteit door draden stroomt – bijvoorbeeld van een elektriciteitscentrale naar uw huis gaat, of door de interne circuits van uw smartphone – dit stuit op wrijving. Deze weerstand resulteert in energieverlies in de vorm van warmte.

Terug in 1911De onderzoekers stelden vast dat sommige materialen deze weerstand hebben verloren onder extreme kou en hoge druk.

In deze extreme omstandigheden wordt het kwantumgedrag van elektronen in supergeleiders sterker, zodat ze een zogenaamde supergeleider kunnen vormen. kuiper parenwaardoor ze zich met optimale efficiëntie door het materiaal kunnen bewegen.

Supergeleiding is relatief eenvoudig te detecteren omdat het ook materialen afstoot velden van magnetische flux.

Maar materialen supergeleidend maken bij effectieve, praktische temperaturen en drukniveaus is een grote uitdaging, waar natuurkundigen tientallen jaren aan hebben gewerkt.

Het team van de Universiteit van Rochester beweert dat ze hier nu dichtbij zijn gekomen met behulp van redmatter.

Om het materiaal te maken, ontwikkelden de onderzoekers een gasvormig mengsel van 99 procent waterstof en 1 procent stikstof. Een paar dagen in een kamer met lutetium achtergelaten 200 graden CelsiusDe componenten reageerden en vormden een prachtige blauwe verbinding.

Het team plaatste het materiaal vervolgens in een diamanten aambeeld, dat wordt gebruikt om het materiaal onder intense druk te plaatsen.

Met toenemende druk werd het materiaal onderworpen aan “Merkbare visuele verschuiving‘, gaande van blauw naar roze naarmate het supergeleidend werd – iets wat het team bevestigde door zowel de magnetische velden rond het materiaal als de elektrische geleidbaarheid ervan te meten.

Terwijl de druk het materiaal bleef opbouwen, werd het helderrood en ging het door zijn supergeleidende fase naar een niet-supergeleidende metallische toestand.

Reddmatter vertoonde supergeleiding bij ongeveer 21 graden Celsius (70 Fahrenheit), samengeperst tot een druk 145 duizend pond per vierkante inch.

Dit is nog steeds een benadering 10.000 keer de druk van de atmosfeer van de aarde, dus het vereist nog steeds de juiste soorten constructies en apparatuur om er praktisch gebruik van te maken. Je zult je telefoon waarschijnlijk niet snel superkrachten geven.

Maar het is een veel lagere druk dan andere kandidaten voor supergeleiders op kamertemperatuur, die miljoenen keren de atmosferische druk vereisen.

https://www.youtube.com/watch?v=ryJxMYX7YEU border frame=”0″allow=”versnellingsmeter; automatische start; Klembord schrijven. gyroscoop gecodeerde media; foto in foto; delen op het web “allowfullscreen>”.

Een van de grote problemen nu is dat onderzoekers dat niet zijn volledig Zorg voor de exacte samenstelling van de rode substantie. Dit maakt het moeilijk te begrijpen hoe ze supergeleidend worden.

Er zijn aanwijzingen dat supergeleiding via een ander mechanisme kan worden bereikt dan andere supergeleiders, natuurkundigen ChangQing Jin en David Ceperley, die niet betrokken waren bij het onderzoek, Noteer in bijgaande natuur Nieuw artikel en weergaven.

“[The] Het structurele model … geeft aan dat er relatief weinig waterstof in de monsters van de auteurs zit in vergelijking met vergelijkbare supergeleidende verbindingen, ” zij schrijven.

Meer onderzoek zou nodig zijn om dit te bevestigen [the] Het materiaal is een supergeleider op hoge temperatuur, dus het is nog niet duidelijk of deze toestand wordt aangedreven door trillingen veroorzaakt door Cooper-paren of door een onconventioneel mechanisme. “

dias hij geeft toe Er valt nog veel te begrijpen over hoe rode materie supergeleiding bereikt. Maar hij is nog steeds optimistisch, de reddmatter is een belangrijke eerste stap, ook al is het niet de beste supergeleider die er is.

“In het dagelijks leven hebben we veel verschillende metalen die we voor verschillende toepassingen gebruiken, dus we zullen ook verschillende soorten supergeleidende materialen nodig hebben.” zei Dias.

“De weg naar supergeleidende consumentenelektronica, krachtoverbrenging en transmissielijnen, en aanzienlijke verbeteringen aan fusiemagnetische opsluiting is nu een feit.” hij voegde toe.

“We geloven dat we nu in het tijdperk van moderne supergeleiding zijn.”

Onderzoek gepubliceerd in natuur.