Ученые создали первый в мире сверхпроводник, работающий при комнатной температуре

С момента своего открытия более века назад сверхпроводимость стала играть важную роль во многих современных технологиях, таких как поезда на магнитной подвеске и сканирование МРТ, но ее полезность была ограничена необходимостью чрезвычайно низких рабочих температур.

Сейчас ученые заявляют о большом прорыве в этой области, создав, по их словам, первый материал, способный к сверхпроводимости при комнатной температуре.

Работу возглавил Ранга Диас из Университета Рочестера, и она направлена ​​на преодоление одного из основных препятствий на пути расширения использования сверхпроводящих материалов. Эти материалы не обладают электрическим сопротивлением и излучают магнитное поле, но, поскольку они обычно работают только при температурах ниже -140°C, для их обслуживания требуется дорогостоящее оборудование.

«Из-за пределов низких температур материалы с такими необычными свойствами не изменили мир так, как многие могли себе представить», – говорит Диас. «Однако наше открытие разрушит эти барьеры и откроет дверь для многих потенциальных приложений.”

Диас описывает сверхпроводимость при комнатной температуре как «святой Грааль» физики конденсированного состояния, и в исследовании, опубликованном на этой неделе, его команда сделала значительный шаг к этой цели.

Исследователи потратили годы на эксперименты с различными материалами в поисках сверхпроводников при комнатной температуре, таких как оксиды меди и химические вещества на основе железа, но Диас и его команда добились успеха именно с широко распространенным водородом.

«Чтобы иметь высокотемпературный сверхпроводник, вам нужны более прочные связи и легкие элементы», – говорит он. «Это два основных критерия. – самый легкий материал, а водородная связь – одна из самых прочных».

Одним из недостатков этого подхода является то, что чистый водород может быть преобразован в металлическое состояние только при чрезвычайно высоких давлениях, поэтому ученые вместо этого обратилась к альтернативным материалам, которые богаты водородом, но сохраняют желаемые сверхпроводящие свойства и могут быть металлизированы при гораздо более низких давлениях.

Формула победы включает смесь водорода, углерода и серы, которая была использована для синтеза углеродсодержащего гидрида серы органического происхождения в исследовательском устройстве высокого давления, называемом ячейкой с алмазной наковальней.

Этот углеродистый гидрид серы продемонстрировал сверхпроводимость при температуре около 14,5°C и давлении 267 ± 10 гигапаскалей.

Некоторые из применений для этого типа материала включают более эффективные электрические сети, которые передают электричество без больших потерь, вызванных сопротивлением в современных проводах, более мощные поезда на магнитной подвеске или другие футуристические транспортные решения, а также улучшенные технологии медицинской визуализации.

Однако, прежде чем что-либо из этого произойдет, ученые будут работать над решением одной проблемы с текущим подходом, а именно огромным давлением, необходимым для создания материала внутри ячейки алмазной наковальни.

Исследователи говорят, что разработка способа производства сверхпроводящего материала при гораздо более низких давлениях будет ключом к производству его в полезных количествах по разумной цене. Они также отмечают, что точная настройка состава ингредиентов может обеспечить сверхпроводимость при еще более высоких температурах.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

3 2 голосов
Рейтинг
Подписаться
Уведомление о
guest
2 Комментарий
Первые
Последние Популярные
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Meizeken
Участник
12 дней назад

ну вот когда они снизят давление до нормального уровня, вот тогда это будет прорыв

Дмитрий Логинов
Дмитрий Логинов
Гость
10 дней назад

Как сказал подписчик одной тематической группы: “Тот самый случай, когда охладить до -140 С проще чем сжать до фиг-знает сколько сотен гигапаскалей.”

Share via
2
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: