Физики утверждают, что создали сверхпроводник в условиях, близких к океану: ScienceAlert

Немногие научные открытия произведут такую ​​революцию в технологии, как материал, который достигает сверхпроводимости при комнатной температуре и при относительно умеренном давлении.

Команда физиков Под руководством Ранга Диаса, физика из Рочестерского университета в Нью-Йорке. Теперь он утверждает, что они, возможно, сломали его, что указывает на Редкоземельный металл под названием лютеций вместе с водородом и азотом может проводить электричество без сопротивления при температуре всего 21 градус Цельсия (70 градусов по Фаренгейту) и около 10 000 атмосфер. Отчеты команды.

Однако это все еще может звучать как чрезвычайно высокое давление. Исследователи отмечают В настоящее время более высокие давления используются в инженерных процессах, таких как производство чипов, поэтому это то, что может быть достигнуто за пределами специализированной лаборатории.

Если другие исследователи подтвердят это, это станет крупным прорывом в создании устройств, не тратящих энергию на тепло при производстве тока.

В идеале это можно было бы использовать для создания более эффективных компьютеров; более быстрые магнитные поезда без трения; передовые рентгеновские технологии. и еще более мощные термоядерные реакторы.

«С этими материалами наступил рассвет внешней сверхпроводимости и прикладных технологий», сказала команда В пресс-релизе.

Исследователи назвали этот материал «красной материей», потому что материал резко меняет цвет с синего на розовый, когда становится сверхпроводящим, а затем на красный, когда становится несверхпроводящим металлом.

граница кадра = «0» разрешить = «акселерометр; автоматический старт; Буфер обмена записи. носители, закодированные с помощью гироскопа; картинка в картинке; веб-обмен «allowfullscreen>».

Прежде чем вы будете слишком взволнованы, имейте в виду, что на данный момент это всего лишь одна команда исследователей, которая делится своими наблюдениями. Данные были опубликованы в престижном журнале природаЭто обязательно вызовет много дискуссий. В мире физики уже много здорового скептицизма.

Серьезную озабоченность вызывает то, что эта же группа исследователей опубликовала заявления об аналогичном прорыве в сверхпроводниках при комнатной температуре в 2020 году. окунуться перед природа Из-за проблем с воспроизведением и вопросов по поводу данных.

Сверхпроводимость — такая большая проблема, потому что обычно, когда электричество течет по проводам — скажем, от электростанции до вашего дома или по внутренним цепям вашего смартфона — оно сталкивается с трением. Это сопротивление приводит к потерям энергии в виде тепла.

Еще в 1911 годуИсследователи определили, что есть некоторые материалы, которые потеряли эту устойчивость при сильном холоде и высоком давлении.

В этих экстремальных условиях квантовое поведение электронов внутри сверхпроводников усиливается, что позволяет им формировать то, что известно как сверхпроводник. куперовские парыпозволяя им перемещаться по материалу с оптимальной эффективностью.

Сверхпроводимость относительно легко обнаружить, потому что она также отталкивает материалы. поля магнитного потока.

Но сделать материалы сверхпроводящими при эффективных практических температурах и уровнях давления — это серьезная задача, над которой физики работали десятилетиями.

Команда Университета Рочестера утверждает, что теперь они приблизились к этому с помощью красной материи.

Для создания материала исследователи разработали газообразную смесь из 99 процентов водорода и 1 процента азота. Оставили в комнате с лютецием на несколько дней в 200 градусов ЦельсияКомпоненты прореагировали, образовав потрясающее синее соединение.

Затем команда поместила материал в алмазную наковальню, которая используется для удержания материала под экстремальным давлением.

При увеличении давления материал подвергался «Заметный визуальный сдвиг‘, меняясь от синего до розового, когда он стал сверхпроводящим, что команда подтвердила, измерив как магнитные поля вокруг материала, так и его электропроводность.

По мере того как давление продолжало наращивать материал, он становился ярко-красным, переходя через свою сверхпроводящую фазу в несверхпроводящее металлическое состояние.

Красная материя проявляла сверхпроводимость примерно при 21 градусе Цельсия (70 по Фаренгейту) при сжатии до давления 145 тысяч фунтов за квадратный дюйм.

это еще примерно в 10 000 раз превышает давление земной атмосферы, поэтому для его практического использования по-прежнему требуются правильные типы конструкций и оборудования. Вы вряд ли наделите свой телефон сверхспособностями в ближайшее время.

Но это гораздо более низкое давление, чем у других кандидатов в сверхпроводники при комнатной температуре, для которых требуется давление, в миллионы раз превышающее атмосферное.

https://www.youtube.com/watch?v=ryJxMYX7YEU граница кадра = «0» разрешить = «акселерометр; автоматический старт; Буфер обмена записи. носители, закодированные с помощью гироскопа; картинка в картинке; веб-обмен «allowfullscreen>».

Одна из больших проблем сейчас заключается в том, что исследователи не полностью Убедитесь в точном составе красного вещества. Это затрудняет понимание того, как они становятся сверхпроводящими.

Есть признаки того, что сверхпроводимость может быть достигнута с помощью другого механизма, чем другие сверхпроводники, физики Чан Цин Джин и Дэвид Сеперли, которые не участвовали в исследованиях. Обратите внимание в сопроводительном письме природа Новая статья и просмотры.

«[The] Структурная модель… указывает на то, что в образцах авторов относительно мало водорода по сравнению с аналогичными сверхпроводящими соединениями». они пишут.

Для подтверждения этого потребуются дополнительные исследования [the] Материал представляет собой высокотемпературный сверхпроводник, поэтому еще предстоит понять, обусловлено ли это состояние вибрациями, вызванными куперовскими парами, или нетрадиционным механизмом. «

Диас он признает Многое еще предстоит понять о том, как красная материя достигает сверхпроводимости. Но он по-прежнему оптимистичен: красное вещество — важный первый шаг, даже если это не лучший сверхпроводник.

«В повседневной жизни у нас есть много разных металлов, которые мы используем для разных целей, поэтому нам также понадобятся разные типы сверхпроводящих материалов». Диас сказал.

«Путь к сверхпроводящей бытовой электронике, линиям передачи и передаче электроэнергии, а также к значительным улучшениям термоядерного магнитного удержания теперь стал реальностью». добавил он.

«Мы считаем, что сейчас мы находимся в эре современной сверхпроводимости».

Исследование опубликовано в природа.