Ένας υπεραγωγός επιτρέπει την ροή ηλεκτρικής ενέργειας μέσα από αυτό τέλεια, χωρίς να χάσει τίποτα από αυτό.
Τώρα, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ένα υπεραγώγιμο υλικό που λειτουργεί σε μια ενδεχομένως ρεκόρ υψηλής θερμοκρασίας, κινώντας ένα βήμα πιο κοντά στον στόχο της επίτευξης αυτής της τελειότητας σε θερμοκρασία δωματίου.
Κάνετε τα πράγματα αρκετά κρύα, και τα ηλεκτρόνια φερώνουν τα μέταλλα χωρίς να παράγουν αντίσταση, θέρμανση ή επιβράδυνση. Αλλά αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως υπεραγωγιμότητα, έχει ιστορικά δουλέψει μόνο σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες που είναι μόνο ένα μικροσκοπικό κομμάτι πάνω από το απόλυτο μηδέν. Αυτό έχει καταστήσει άχρηστο για εφαρμογές όπως η εξαιρετικά αποδοτική ηλεκτρική καλωδίωση ή οι εξαιρετικά γρήγοροι υπερυπολογιστές. Τις τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες δημιούργησαν νεώτερα υπεραγώγιμα υλικά που λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
Στη νέα μελέτη, μια ομάδα ερευνητών έφτασε ακόμη πιο κοντά στον στόχο τους, δημιουργώντας ένα υλικό που είναι υπεραγώγιμο στα μείον 9 βαθμούς Φαρενάιτ (μείον 23 βαθμούς Κελσίου) - μία από τις υψηλότερες θερμοκρασίες που παρατηρήθηκε ποτέ.
Η ομάδα εξέτασε μια κατηγορία υλικών που ονομάζονται υπεραγωγικά υδρίδια, σύμφωνα με τους οποίους οι θεωρητικοί υπολογισμοί που προέβλεπαν θα ήταν υπεραγωγικοί σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Για να δημιουργήσουν αυτά τα υλικά, χρησιμοποίησαν μια μικρή συσκευή που ονομάζεται κύτταρο αμόνι με διαμάντια που αποτελείται από δύο μικρά διαμάντια που συμπιέζουν υλικά σε εξαιρετικά υψηλές πιέσεις.
Τοποθέτησαν ένα μικροσκοπικό - ένα ζευγάρι μακρά - δείγμα ενός μαλακού, υπόλευκου μετάλλου που ονομάζεται λανθάνιο μέσα σε μια τρύπα διάτρητη σε ένα λεπτό μεταλλικό φύλλο γεμάτο υγρό υδρογόνο. Η εγκατάσταση συνδέθηκε με λεπτά ηλεκτρικά καλώδια. Η συσκευή συμπιέζει το δείγμα σε πιέσεις μεταξύ 150 και 170 gigapascals, που είναι πάνω από 1,5 εκατομμύρια φορές την πίεση στο επίπεδο της θάλασσας, σύμφωνα με τη δήλωση. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν δέσμες ακτίνων Χ για να εξετάσουν τη δομή τους.
Σε αυτή την υψηλή πίεση, το λανθάνιο και το υδρογόνο συνδυάζονται για να σχηματίσουν υδρίδιο του λανθανίου.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι σε μείον 9 F (μείον 23 C), το υδρίδιο του λανθανίου επιδεικνύει δύο από τις τρεις ιδιότητες της υπεραγωγιμότητας. Το υλικό δεν έδειξε ανθεκτικότητα στον ηλεκτρισμό και η θερμοκρασία του πέφτει όταν εφαρμόστηκε ένα μαγνητικό πεδίο. Δεν τήρησαν το τρίτο κριτήριο, την ικανότητα να εκτοξεύουν μαγνητικά πεδία κατά την ψύξη, επειδή το δείγμα ήταν πολύ μικρό, σύμφωνα με ένα συνοδευτικό τεύχος News and Views στο ίδιο τεύχος του περιοδικού Nature.
«Από επιστημονική άποψη, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι μπορούμε να εισέλθουμε σε μια μετάβαση από την ανακάλυψη υπεραγωγών με εμπειρικούς κανόνες, διαίσθηση ή τύχη να καθοδηγούνται από συγκεκριμένες θεωρητικές προβλέψεις», δήλωσε ο James Hamlin, αναπληρωτής καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Florida δεν ήταν μέρος της μελέτης, έγραψε στο σχόλιο.
Πράγματι, μια ομάδα ανέφερε παρόμοια ευρήματα τον Ιανουάριο στο περιοδικό Physical Review Letters. Αυτοί οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το υδρίδιο του λανθανίου μπορεί να είναι υπεραγώγιμο σε μια ακόμη υψηλότερη θερμοκρασία 44 F (7 C), αρκεί το δείγμα να ληφθεί σε υψηλότερες πιέσεις - περίπου 180 έως 200 gigapascals.
Αλλά αυτή η νέα ομάδα βρήκε κάτι πολύ διαφορετικό: Σε αυτές τις υψηλές πιέσεις, η θερμοκρασία στην οποία το υλικό εμφανίζει υπεραγωγιμότητα μειώνεται απότομα.
Ο λόγος για την απόκλιση στα ευρήματα είναι ασαφής. "Σε τέτοιες περιπτώσεις χρειάζονται περισσότερα πειράματα, δεδομένα και ανεξάρτητες μελέτες", δήλωσε στο Live Science ο ανώτερος συγγραφέας Mikhail Eremets, ερευνητής της χημείας και της φυσικής υψηλής πίεσης στο Ινστιτούτο Χημείας Max Planck στη Γερμανία. "Τώρα μπορούμε να συζητήσουμε μόνο".
Η ομάδα σχεδιάζει τώρα να προσπαθήσει να μειώσει την πίεση και να αυξήσει τη θερμοκρασία που απαιτείται για τη δημιουργία αυτών των υπεραγώγιμων υλικών, σύμφωνα με τη δήλωση. Επιπλέον, οι ερευνητές συνεχίζουν να αναζητούν νέες ενώσεις που θα μπορούσαν να είναι υπεραγώγιμες σε υψηλές θερμοκρασίες.
Η ομάδα δημοσίευσε τα ευρήματά της χθες (22 Μαΐου) στο περιοδικό Nature.
