Naukowcy identyfikują pierwszy na świecie „niekonwencjonalny” nadprzewodnik występujący w naturze: ScienceAlert

Niewiele materiałów ma niesamowitą zdolność przewodzenia prądu przy prawie zerowym oporze w tak zwanym nadprzewodnictwie. Najmniejszą garść z nich można spotkać w przyrodzie.

Naukowcy odkryli, że substancja o wzorze występującym w przyrodzie jest zdolna do nadprzewodnictwa w niskich temperaturach bez stosowania typowych sztuczek kwantowych, co czyni ją pierwszą w swoim rodzaju. Niekonwencjonalny nadprzewodnik Z jego rodzaju.

Nadprzewodniki są świetne i bardzo przydatne, ponieważ przewodzą prąd bez utraty energii. Dzieje się tak zazwyczaj dlatego, że ich elektrony mają wspólną tożsamość w tzw Pary CooperaDzięki temu może stosunkowo łatwo przejść przez mieszaninę atomów.

Pary Coopera w niekonwencjonalnych nadprzewodnikach są połączone w sposób, którego nie opisano we wczesnych modelach nadprzewodnictwa, co oznacza również, że pojawiają się w wyższych temperaturach.

Dzięki serii szczegółowych testów laboratoryjnych międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że miazyt mineralny – Wiadomo już, że jest nadprzewodnikiem – Może wykazywać niekonwencjonalne właściwości nadprzewodników.

Miasyt ten występuje w przyrodzie i nie tylko jest czymś, co naukowcy mogą wytworzyć w laboratorium, ale jest jeszcze rzadszy. Należy jednak zauważyć, że jest mało prawdopodobne, aby jakikolwiek kawałek miyasytu występujący w naturze miał wymaganą czystość, aby działać jako niekonwencjonalny nadprzewodnik.

„Intuicyjnie myślisz, że jest to coś, co powstało celowo podczas ukierunkowanych badań i nie może istnieć w naturze”. On mówi Fizyk Ruslan Prozorov z Iowa State University. – Ale okazało się, że tak było.

Do określenia niekonwencjonalnego nadprzewodnictwa majozytu wykorzystano trzy różne testy, w tym: Głębokość penetracji Londynu Test mierzący oddziaływanie substancji ze słabym polem magnetycznym.

Inny test polegał na wytworzeniu defektów w materiale, które mogłyby mieć wpływ na temperaturę, w której staje się on nadprzewodnikiem. Niekonwencjonalne nadprzewodniki są bardziej wrażliwe na zaburzenia spowodowane tymi defektami niż konwencjonalne materiały nadprzewodnikowe.

Odkrycia dokonano w ramach wysiłków mających na celu znalezienie nowych i innowacyjnych materiałów, które umożliwią postęp w takich dziedzinach, jak nauka kwantowa. To doprowadziło zespół do miassisite (Rh₁₇S₁₅), który łączy w sobie pierwiastek o wysokiej temperaturze topnienia (Rod(z elementem lotnym)Siarka).

„W przeciwieństwie do natury czystych pierwiastków, udoskonalono mieszaniny tych pierwiastków, które umożliwiają wzrost kryształów w niskiej temperaturze przy minimalnej prężności pary”. On mówi Fizyk Paul Canfield z Uniwersytetu Stanowego Iowa.

„To jak znalezienie ukrytej dziury pełnej dużych, grubych ryb. W układzie Rh-S odkryliśmy trzy nowe nadprzewodniki.”

Nadprzewodniki są już szeroko stosowane w technologiach takich jak skanery MRI i akceleratory dużych cząstek, jednak drzemie w nich duży potencjał. Biorąc pod uwagę wyjątkowy charakter miazytu, może on stanowić dużą część tego potencjału – szczególnie w jego czystej i syntetycznej postaci.

Niekonwencjonalne nadprzewodniki mogą być złożone, ale są również ekscytujące, ponieważ obiecują nowe odkrycia w fizyce i nowe zastosowania technologii nadprzewodników.

„Odkrycie mechanizmów stojących za niekonwencjonalnym nadprzewodnictwem jest kluczem do opłacalnych zastosowań nadprzewodników”. On mówi Prozorow.

Badanie zostało opublikowane w Materiały komunikacyjne.