Ученые создали первый в мире сверхпроводник, работающий при комнатной температуре

1 115

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. Водород — 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.

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
2 Комментарий
Первые
Последние Популярные
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Meizeken
Участник
2 лет назад

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

Дмитрий Логинов
Гость
2 лет назад

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