Fizikçiler Ortama Yakın Koşullarda Bir Süperiletken Üretildiğini İddia Ediyor : ScienceAlert

Bilimde çok az keşif, nispeten hafif basınçlar altında, oda sıcaklığında süper iletkenliğe ulaşan bir malzeme kadar teknolojide devrim yaratacaktır.

Fizikçilerden oluşan bir ekip New York’taki Rochester Üniversitesi’nden bir fizikçi olan Ranga Dias liderliğinde şimdi onu kırmış olabileceklerini iddia ediyor ve Lutesyum adı verilen nadir toprak metali, hidrojen ve nitrojen ile birleştiğinde, 21 Santigrat derece (70 Fahrenheit derece) ve yaklaşık 10.000 atmosfer basınçta direnç olmadan elektriği iletebilir, ekip raporları.

Diğer araştırmacılar tarafından onaylanırsa, bu, akım üretirken ısıya enerji harcamayan cihazlar yaratmada büyük bir atılım olacaktır.

İdeal olarak bu, bir gün daha verimli bilgisayarlar oluşturmak için kullanılabilir; daha hızlı, sürtünmesiz maglev trenleri; üstün X-ray teknolojisi; ve hatta daha güçlü nükleer füzyon reaktörleri.

“Bu malzeme ile, ortam süperiletkenliği ve uygulamalı teknolojilerin şafağı geldi,” takım dedi bir basın bülteninde.

Araştırmacılar, malzemenin süper iletken hale geldikçe maviden pembeye ve daha sonra süper iletken olmayan bir metal haline geldikçe kırmızıya dönüşmesi nedeniyle malzemeye “reddmatter” adını verdiler.

frameborder=”0″ allow=”ivmeölçer; otomatik oynatma; panoya yazma; şifreli ortam; jiroskop; fotoğraf içinde fotoğraf; web paylaşımı” izin verilen tam ekran>

Çok heyecanlanmadan önce, bunun şimdilik sadece kendi gözlemlerini paylaşan bir araştırma ekibi olduğunu unutmayın. Veriler prestijli dergide yayınlandı Doğave pek çok tartışma çekeceğinden emin olabilirsiniz. Fizik dünyasında zaten pek çok sağlıklı şüphecilik var.

Ana endişelerden biri, aynı araştırmacı grubunun 2020’de oda sıcaklığında benzer bir süperiletken buluşu iddiaları yayınlamasıdır. Bu iddia daha sonra ortaya çıktı. tarafından geri çekildi Doğa tekrarlanabilirlik sorunları ve verilerle ilgili sorular nedeniyle.

Süperiletkenlik çok önemli çünkü genellikle elektrik kablolardan aktığında – örneğin bir elektrik santralinden evinize veya akıllı telefonunuzun dahili devresinden geçerken – sürtünme ile karşılaşır. Bu direnç, enerjinin ısı olarak kaybolmasına neden olur.

1911’dearaştırmacılar, aşırı soğuk ve yüksek basınç altında bu direnci kaybeden bazı malzemeler olduğunu belirlediler.

Bu aşırı koşullarda, süperiletkenlerin içindeki elektronların kuantum davranışları güçlenerek, elektronların süperiletkenler olarak bilinen şeyi oluşturmalarına izin verir. Cooper çiftlerimalzeme içinde mükemmel verimlilikle seyahat etmelerine olanak tanır.

Süperiletkenlik, aynı zamanda bir malzemenin dışarı atılmasına neden olduğu için tespit edilmesi nispeten kolaydır. manyetik akı alanları.

Ancak malzemeleri verimli ve pratik sıcaklık ve basınç seviyelerinde süper iletken hale getirmek inanılmaz derecede zorlayıcıydı ve fizikçilerin on yıllardır üzerinde çalıştıkları bir şeydi.

Rochester Üniversitesi’nden ekip, artık reddmatter ile buna yaklaşabildiklerini iddia ediyor.

Malzemeyi oluşturmak için araştırmacılar yüzde 99 hidrojen ve yüzde 1 nitrojenden oluşan bir gaz karışımı geliştirdiler. Birkaç gün lutesyumlu bir odada bırakıldı. 200 santigrat derecebileşenler, çarpıcı bir mavi bileşik oluşturmak üzere reaksiyona girdi.

Ekip daha sonra malzemeyi, malzemeleri aşırı basınç altına sokmak için kullanılan bir elmas örsün içine yerleştirdi.

Basınç arttıkça malzeme bir “belirgin görsel dönüşüm“, süper iletken hale geldikçe maviden pembeye dönüyor – ekibin hem malzemenin etrafındaki manyetik alanları hem de elektriksel iletkenliğini ölçerek doğruladığı bir şey.

Basınç artmaya devam ettikçe, malzeme süper iletken fazından geçerek süper iletken olmayan metalik bir duruma geçerek parlak kırmızıya döndü.

Reddmatter, yaklaşık 21 santigrat derecede (70 Fahrenheit) bir basınca sıkıştırıldığında süperiletkenlik sergiledi. İnç kare başına 145.000 pound.

Bu hala kabaca Dünya atmosferinin basıncının 10.000 katı, bu yüzden onu pratik olarak kullanmak için hala doğru türde yapılara ve ekipmana ihtiyaç duyacaktır. Yakın zamanda telefonunuza süper güçler vermesi pek mümkün değil.

Ancak, milyonlarca kat atmosferik basınç gerektiren oda sıcaklığında süper iletkenler için diğer adaylardan önemli ölçüde daha düşük bir basınçtır.

frameborder=”0″ allow=”ivmeölçer; otomatik oynatma; panoya yazma; şifreli ortam; jiroskop; fotoğraf içinde fotoğraf; web paylaşımı” izin verilen tam ekran>

Şimdiki en büyük sorunlardan biri, araştırmacıların Baştan sona reddmatter’ın tam yapısından emin. Bu, nasıl süper iletken hale geldiğini anlamayı zorlaştırıyor.

Araştırmada yer almayan fizikçiler ChangQing Jin ve David Ceperley gibi diğer süperiletkenlerden farklı bir mekanizma aracılığıyla süperiletkenliğe ulaşıyor olabileceğine dair göstergeler var. ekteki not Doğa Yeni ve Görünümler makalesi.

“[The] yapısal model … yazarların örneklerinde benzer süper iletken bileşiklerle karşılaştırıldığında nispeten az hidrojen bulunduğunu öne sürüyor,” Onlar yazar.

“Bunu doğrulamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulacak [the] malzeme yüksek sıcaklıkta bir süper iletkendir ve daha sonra bu durumun titreşim kaynaklı Cooper çiftleri tarafından mı yoksa henüz ortaya çıkarılmamış olan geleneksel olmayan bir mekanizma tarafından mı yönlendirildiğini anlamak.”

Dias itiraf ediyor Redmatter’ın süperiletkenliğe nasıl ulaştığı konusunda hala anlaşılması gereken çok şey var. Ancak, en iyi süper iletken olmasa bile, kırmızı maddenin önemli bir ilk adım olduğu konusunda iyimser olmaya devam ediyor.

“Günlük hayatta, farklı uygulamalar için kullandığımız birçok farklı metalimiz var, bu nedenle farklı türde süper iletken malzemelere de ihtiyacımız olacak.” dedi Dias.

“Süper iletken tüketici elektroniği, enerji aktarım hatları, ulaşım ve füzyon için manyetik sınırlamanın önemli iyileştirmelerine giden bir yol artık bir gerçektir.” ekledi.

“Artık modern süper iletkenlik çağında olduğumuza inanıyoruz.”

Araştırma yayınlandı Doğa.