Co warto wiedzieć o odkryciu nowych nadprzewodników

Przez ponad wiek naukowcy starali się uzyskać Święty Graal materiałów: nadprzewodnik w temperaturze pokojowejmateriału, który mógłby przenosić ładunki elektryczne bez oporu, co zrewolucjonizowałoby znany nam krajobraz energetyczny.

W tym tygodniu zespół z University of Rochester twierdzi, że znalazł taki materiał, pomimo sceptycyzmu niektórych członków społeczności naukowej. Nowe wyszukiwanie opublikowany w naturze. Oto, co powinieneś wiedzieć o fladze.

Co to jest nadprzewodnik w temperaturze pokojowej?

Opracowanie nadprzewodników w temperaturze pokojowej jest tam wzniosłym celem fizyki Dowiedz się, czym do diabła jest ciemna materia I Co odpowiada za przyspieszenie rozszerzania się wszechświata. Nadprzewodniki przewodzą prąd elektryczny bez oporu, co oznacza brak strat energii podczas przesyłania energii elektrycznej z punktu A do punktu B. Ale dzisiejsze nadprzewodniki wymagają do działania ekstremalnie niskich temperatur i wysokich ciśnień, co czyni je niepraktycznymi poza prywatnymi laboratoriami.

Gdyby mogły działać w temperaturze pokojowej, materiały nadprzewodzące nie zostałyby przeniesione do świata eksperymentów i mogłyby zostać włączone do światowej infrastruktury energetycznej.

Ale od czasu odkrycia nadprzewodnictwa w 1911 roku nauka nie była w stanie rozszyfrować nadprzewodnictwa w temperaturze pokojowej. Fizycy szturchali i szturchali nadprzewodniki różnego rodzaju –Schłodzony wodorek lantanu I Siarkowodór o zapachu siarki, na przykład – bezskutecznie. Materiały te są nadprzewodnikami, ale tylko w absurdalnych temperaturach i ciśnieniach, które byłyby niepraktyczne w rzeczywistej elektronice.

Poszukiwanie idealnego nadprzewodnika pracującego w temperaturze pokojowej wymaga od materiałoznawców, inżynierów i fizyków przeglądania różnych wodorków w poszukiwaniu takiego, który nie wymaga tak trudnych warunków do działania swojej magii zerowej rezystancji.

Co zrobił Uniwersytet w Rochesterze zespół osiągnąć?

Najnowszym związkiem na nadprzewodzącym bloku do krojenia jest wodorek lutetu, który naukowcy z University of Rochester odkryli, że przekształca się w nadprzewodnik w temperaturze 69 stopni Fahrenheita przy ciśnieniu 10 kilobarów (145 000 psi). Dla porównania, ciśnienie na poziomie morza wynosi około 15 psi, podczas gdy na dnie rowu Mariana jest około 16 000 psi, Według NOAA.

Oczywiście 145 000 psi to wciąż plik bardzo ciśnienia. Ale to o dwa rzędy wielkości mniej niż poprzednio wymagane do wywołania nadprzewodnictwa w laboratorium zespołu, według University of Rochester. początek.

Według Ranga Diasa, inżyniera mechanika z University of Rochester, który dokonał odkrycia w swoim laboratorium: „Uważamy, że jesteśmy teraz w erze nowoczesnego nadprzewodnictwa”.

Ale inni członkowie pola Diasa są sceptyczni. Papier 2020 opublikowany in Nature przez zespół, w tym Dias, twierdząc, że osiągnął nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej w wodorku węglanowo-siarkowym i otrzymał kilka aktualizacji dotyczących dat i danych w nich zawartych. Następnie w Artykuł „Emerging Issues” został opublikowany w Nature w sierpniu 2021 rDwóch fizyków niezwiązanych z artykułem Diasa zakwestionowało twierdzenia, postulując, że zjawiska związane z nadprzewodnictwem nie były w rzeczywistości związane z osławionym stanem materii.

We wrześniu 2022 roku oryginalny artykuł zespołu Diasa został wycofany. Ale nowy artykuł przekroczył swoje przeszkody (przynajmniej na tyle, aby go opublikować, ale także teraz wycofaną pracę).

Według The New York TimesWe wcześniejszym błędzie Dias osadza język słowo w słowo z traktatu innego uczonego we własnym, co Dias wspomina w zapomnianych cytatach.

W ostatnim eksperymencie zespół zebrał gazową mieszaninę 99% wodoru i 1% azotu i umieścił gaz w komorze zawierającej lutet, niezwykle rzadki metal. Pozwolili gazowi i metalowi reagować przez kilka dni w temperaturze 392 Fahrenheita. Powstały związek świecił na niebiesko.

Wcisnęli ten związek do komórki diamentowej (Najtwardszy metal, dzięki czemu jest to regularna funkcja w eksperymentach, w których chcesz wycisnąć, wycisnąć lub wycisnąć odpady z czegoś). Po naciśnięciu między diamentami związek wykonany w laboratorium Diasa zmienił kolor z niebieskiego na jasnoczerwono-różowy. Stał się nadprzewodzący.

Jeśli wynik nowego eksperymentu może zostać odtworzony przez inne zespoły, może to być ekscytujący moment w polowaniu na unobtainium w materiałoznawstwie: prawdziwy przełom w dziedzinie elektryczności.

Ale na razie poszukiwania Świętego Graala trwają. Jak blisko jest społeczność naukowa zajmująca się materiałami, aby znaleźć wyjaśnienie tego zjawiska? Ale ładowanie takiego nadprzewodnika nie odbyłoby się bez oporu.

Więcej: Poszukiwanie najbardziej nieuchwytnych materiałów w fizyce