Ce ar trebui să știți despre descoperirea de noi hiperconductori

Timp de mai bine de un secol, oamenii de știință au căutat să obțină Sfântul Graal al materialelor: un supraconductor la temperatura camereiun material care ar putea transporta sarcini electrice fără rezistență, ceea ce ar revoluționa peisajul energetic așa cum îl cunoaștem.

Săptămâna aceasta, o echipă de la Universitatea din Rochester susține că a găsit un astfel de material, în ciuda scepticismului unor membri ai comunității științifice. Noua căutare publicat în natură. Iată ce ar trebui să știi despre steag.

Ce este un supraconductor la temperatura camerei?

Dezvoltarea supraconductoarelor la temperatura camerei este un obiectiv înalt în fizică Află ce naiba este materia întunecată Și Ce este responsabil pentru accelerarea expansiunii universului. Supraconductorii transmit curenți electrici fără rezistență, ceea ce înseamnă că nu există pierderi de energie deoarece electricitatea este trimisă din punctul A în punctul B. Dar supraconductorii de astăzi necesită temperaturi extrem de scăzute și presiuni ridicate pentru a funcționa, ceea ce îi face imposibil oriunde în afara laboratoarelor private.

Dacă ar putea funcționa la temperatura camerei, materialele supraconductoare nu ar fi relegate în domeniul experimentării și ar putea fi integrate în infrastructura energetică a lumii.

Dar de la descoperirea supraconductivității în 1911, știința nu a fost în măsură să descifreze supraconductivitatea la temperatura camerei. Fizicienii au scos și împins supraconductori de diferite tipuri –Hidrură de lantan refrigerată Și Hidrogen sulfurat cu miros de sulf, de exemplu – fără niciun rezultat. Aceste materiale sunt supraconductoare, dar numai la temperaturi și presiuni absurde care ar fi impracticabile în electronica reală.

Căutarea superconductorului perfect la temperatura camerei îi face pe oameni de știință, ingineri și fizicieni din materiale să răsfoiască diferite hidruri, căutând una care să nu necesite condiții atât de dificile pentru a-și funcționa magia cu rezistență zero.

Ce a facut Universitatea din Rochester realizarea echipei?

Cel mai nou compus de pe blocul de tocare supraconductor este hidrura de lutețiu, despre care oamenii de știință de la Universitatea Rochester au descoperit că se transformă într-un supraconductor la 69 de grade Fahrenheit la 10 kilobari (145.000 psi) de presiune. Pentru referință, presiunea la nivelul mării este de aproximativ 15 psi, în timp ce este de aproximativ 16.000 psi în partea de jos a șanțului Mariana, Potrivit NOAA.

Evident, 145.000 psi este încă un fișier mult de presiune. Dar este cu două ordine de mărime mai puțin decât era necesar anterior pentru a induce supraconductivitate în laboratorul echipei, potrivit Universității din Rochester. lansa.

Potrivit lui Ranga Dias, un inginer mecanic de la Universitatea din Rochester, care a făcut descoperirea în laboratorul său, „Credem că suntem acum în era supraconductivității moderne”.

Dar alți membri ai domeniului lui Dias sunt sceptici. Lucrare 2020 publicat in Nature de o echipă, inclusiv Dias, care susține că atinge supraconductivitate la temperatura camerei în hidrură de sulf carbonic și a primit mai multe actualizări cu privire la datele și datele conținute de acestea. Apoi în Articolul „Emerging Issues” a fost publicat în Nature în august 2021Doi fizicieni neafiliați cu lucrarea lui Dias au contestat afirmațiile, postulând că fenomenele asociate cu supraconductivitate nu au fost, de fapt, legate de starea de pulverizare a materiei.

În septembrie 2022, lucrarea originală a echipei lui Dias a fost retrasă. Dar noua lucrare și-a depășit obstacolele (suficient pentru a fi publicată, cel puțin, dar și lucrarea acum retrasă).

Potrivit The New York TimesÎntr-un pas greșit anterior, Dias încorporează limbajul cuvânt cu cuvânt din tratatul altui savant în al său, un eveniment pe care Dias îl povestește în citate uitate.

În cel mai recent experiment, echipa a colectat un amestec gazos de 99% hidrogen și 1% azot și a plasat gazul într-o cameră care conținea lutețiu, un metal extrem de rar. Au lăsat gazul și metalul să reacționeze câteva zile la 392 Fahrenheit. Compusul rezultat a strălucit în albastru.

Au presat acest compus într-o celulă de diamant (Cel mai dur metal, ceea ce o face o caracteristică obișnuită în experimentele în care doriți să stoarceți, să stoarceți sau să stoarceți deșeurile din ceva). Când a fost apăsat între diamante, compusul fabricat în laboratorul lui Dias s-a schimbat din albastru într-un roz-roșcat strălucitor. A devenit supraconductiv.

Dacă rezultatul noului experiment poate fi reprodus de alte echipe, ar putea fi un moment interesant în căutarea unobtainium în știința materialelor: un adevărat schimbător de joc pentru electricitate.

Dar deocamdată, căutarea Sfântului Graal continuă. Cât de aproape este comunitatea științei materialelor de a găsi o explicație pentru aceasta? Dar încărcarea unui astfel de supraconductor nu s-ar întâmpla fără rezistență.

Mai mult: Căutarea celor mai evazive materiale din fizică