Poche scoperte scientifiche rivoluzioneranno la tecnologia tanto quanto un materiale che raggiunge la superconduttività a temperatura ambiente, sotto pressioni relativamente lievi.
Un team di fisici Guidati da Ranga Dias, un fisico dell’Università di Rochester a New York Ora afferma che potrebbero averlo rotto, il che indica a Un metallo delle terre rare chiamato lutezio insieme a idrogeno e azoto può condurre elettricità senza resistenza a soli 21 gradi Celsius (70 gradi Fahrenheit) e circa 10.000 atmosfere, Rapporti di squadra.
Tuttavia, questo può ancora sembrare una pressione straordinariamente alta Notano i ricercatori Quelle pressioni più elevate sono attualmente utilizzate nei processi di ingegneria come la produzione di chip oggi, quindi è qualcosa che può essere ottenuto al di fuori di un laboratorio specializzato.
Se altri ricercatori lo confermassero, sarebbe un importante passo avanti nella creazione di dispositivi che non sprecano energia in calore quando producono una corrente.
Idealmente, questo un giorno potrebbe essere utilizzato per creare computer più efficienti; treni maglev più veloci e privi di attrito; tecnologia a raggi X superiore; e reattori a fusione nucleare ancora più potenti.
“Con questi materiali è arrivata l’alba della superconduttività ambientale e delle tecnologie applicate”, disse la squadra In un comunicato stampa.
I ricercatori hanno chiamato il materiale “materia rossa” perché il materiale cambia drasticamente dal blu al rosa quando diventa superconduttore, e successivamente al rosso quando diventa un metallo non superconduttore.
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Prima di eccitarti troppo, tieni presente che per ora, questo è solo un team di ricercatori che condivide le proprie osservazioni. I dati sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista naturaDi sicuro susciterà molte discussioni. C’è già molto sano scetticismo nel mondo della fisica.
Una delle principali preoccupazioni è che questo stesso gruppo di ricercatori abbia pubblicato affermazioni di una svolta simile nei superconduttori a temperatura ambiente, nel 2020. Questa affermazione è stata successivamente tuffo prima natura A causa di problemi con la riproduzione e domande sui dati.
La superconduttività è un problema così grande perché, normalmente, quando l’elettricità scorre attraverso i fili, ad esempio andando da una centrale elettrica a casa tua o attraverso i circuiti interni del tuo smartphone, incontra attrito. Questa resistenza si traduce in una perdita di energia sotto forma di calore.
Torna nel 1911I ricercatori hanno stabilito che ci sono alcuni materiali che hanno perso questa resistenza in condizioni di freddo estremo e alta pressione.
In queste condizioni estreme, i comportamenti quantistici degli elettroni all’interno dei superconduttori si rafforzano per consentire loro di formare ciò che è noto come superconduttore coppie di bottaiconsentendo loro di muoversi attraverso il materiale con un’efficienza ottimale.
La superconduttività è relativamente facile da rilevare perché respinge anche i materiali campi di flusso magnetico.
Ma rendere i materiali superconduttori a temperature e livelli di pressione effettivi e pratici è una sfida importante, su cui i fisici hanno lavorato per decenni.
Il team dell’Università di Rochester afferma di essersi avvicinato a questo utilizzando la materia rossa.
Per creare il materiale, i ricercatori hanno sviluppato una miscela gassosa di 99% di idrogeno e 1% di azoto. Lasciato in una stanza con lutezio per alcuni giorni 200 gradi CelsiusI componenti hanno reagito formando uno straordinario composto blu.
Il team ha quindi posizionato il materiale all’interno di un’incudine diamantata, che viene utilizzata per trattenere il materiale sotto estrema pressione.
Con l’aumentare della pressione, il materiale è stato sottoposto a “Notevole cambiamento visivo‘, passando dal blu al rosa man mano che diventava superconduttore, cosa che il team ha confermato misurando sia i campi magnetici attorno al materiale che la sua conduttività elettrica.
Man mano che la pressione continuava ad accumulare il materiale, questo è diventato rosso vivo, passando attraverso la sua fase superconduttiva in uno stato metallico non superconduttore.
Reddmatter ha mostrato superconduttività a circa 21 gradi Celsius (70 Fahrenheit), quando compresso a una pressione 145 mila sterline per pollice quadrato.
Questa è ancora un’approssimazione 10.000 volte la pressione dell’atmosfera terrestre, quindi richiede ancora i giusti tipi di strutture e attrezzature per farne un uso pratico. Non è probabile che tu dia i superpoteri al tuo telefono in qualunque momento presto.
Ma è una pressione molto più bassa rispetto ad altri candidati per i superconduttori a temperatura ambiente, che richiedono milioni di volte la pressione atmosferica.
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Uno dei grandi problemi ora è che i ricercatori non lo sono completamente Garantire l’esatta composizione della sostanza rossa. Questo rende difficile capire come diventano superconduttori.
Ci sono indicazioni che la superconduttività possa essere raggiunta attraverso un meccanismo diverso rispetto ad altri superconduttori, i fisici ChangQing Jin e David Ceperley, che non erano coinvolti nella ricerca, Nota in allegato natura Nuovo articolo e visualizzazioni.
“[The] Il modello strutturale… indica che c’è relativamente poco idrogeno nei campioni degli autori rispetto a composti superconduttori simili,” loro scrivono.
Sarebbero necessarie ulteriori ricerche per confermarlo [the] Il materiale è un superconduttore ad alta temperatura, quindi non è ancora stato rivelato se questo stato sia guidato dalle vibrazioni causate dalle coppie di Cooper o da un meccanismo non convenzionale. “
Diam ammette Resta ancora molto da capire su come la materia rossa raggiunga la superconduttività. Ma è ancora ottimista, la materia rossa è un primo passo importante, anche se non è il miglior superconduttore in circolazione.
“Nella vita di tutti i giorni, abbiamo molti metalli diversi che usiamo per diverse applicazioni, quindi avremo anche bisogno di diversi tipi di materiali superconduttori”. disse Dia.
“Il percorso verso l’elettronica di consumo superconduttiva, la trasmissione di potenza e le linee di trasmissione e miglioramenti significativi al confinamento magnetico della fusione è ora una realtà”. Ha aggiunto.
“Crediamo di essere ora nell’era della moderna superconduttività”.
Ricerca pubblicata in natura.
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