W końcu znaleziono pierwszy nadprzewodnik o temperaturze pokojowej
Naukowcy donoszą o odkryciu pierwszego nadprzewodnika działającego w temperaturze pokojowej - po ponad stu latach oczekiwania.
Odkrycie przywodzi na myśl marzenia o futurystycznych technologiach, które mogą zmienić kształt elektroniki i transportu. Nadprzewodniki przesyłają energię elektryczną bez oporu, umożliwiając przepływ prądu bez utraty energii. Ale wszystkie odkryte wcześniej nadprzewodniki muszą być chłodzone, wiele z nich do bardzo niskich temperatur, co czyni je niepraktycznymi dla większości zastosowań.
Teraz naukowcy odkryli pierwszy nadprzewodnik, który działa w temperaturze pokojowej - przynajmniej biorąc pod uwagę dość chłodne pomieszczenie. Materiał jest nadprzewodzący poniżej temperatury 15 ° Celsjusza (59 ° Fahrenheita).
Wyniki zespołu "nie są czymś wyjątkowym", mówi chemik materiałów Russell Hemley z University of Illinois w Chicago, który nie był zaangażowany w badania. Nadprzewodzące supermoce nowego materiału pojawiają się tylko pod bardzo wysokim ciśnieniem, ograniczając jego praktyczną przydatność.
Dias i współpracownicy utworzyli nadprzewodnik, ściskając węgiel, wodór i siarkę między końcówkami dwóch diamentów i uderzając w materiał światłem laserowym w celu wywołania reakcji chemicznych. Przy ciśnieniu około 2,6 miliona razy niższym od ziemskiej atmosfery i temperaturach poniżej około 15°C, opór elektryczny zniknął.
To nie wystarczyło, aby przekonać Dias. "Nie wierzyłem w to za pierwszym razem", mówi. Zespół zbadał dodatkowe próbki materiału i zbadał jego właściwości magnetyczne.
Wiadomo, że nadprzewodniki i pola magnetyczne ścierają się — silne pola magnetyczne hamują nadprzewodnictwo. Oczywiście, gdy materiał został umieszczony w polu magnetycznym, niższe temperatury były potrzebne, aby uczynić go nadprzewodzącym. Zespół zastosował również oscylujące pole magnetyczne do materiału i wykazał, że kiedy materiał stał się nadprzewodnikiem, wysunął to pole magnetyczne ze swojego wnętrza, co jest kolejnym znakiem nadprzewodnictwa.
Naukowcy nie byli w stanie określić dokładnego składu materiału ani sposobu rozmieszczenia jego atomów, co utrudnia wyjaśnienie, w jaki sposób może on być nadprzewodzący w tak stosunkowo wysokich temperaturach. Przyszłe prace skupią się na szerszym opisie materiału, mówi Dias.
Kiedy nadprzewodnictwo odkryto w 1911 roku, stwierdzono je tylko w temperaturach zbliżonych do zera bezwzględnego (−273.15° C). Ale od tego czasu naukowcy stale odkrywają materiały, które nadprzewodają w wyższych temperaturach. W ostatnich latach naukowcy przyspieszyli, koncentrując się na materiałach bogatych w wodór pod wysokim ciśnieniem.
W 2015 r. fizyk Michaił Eremets z Instytutu Chemii Maxa Plancka w Moguncji w Niemczech i współpracownicy wciskali wodór i siarkę, aby stworzyć nadprzewodnik w temperaturze do -70° C. Kilka lat później, dwie grupy, jedna prowadzona przez Eremets, a druga z udziałem Hemley i fizyk Maddury Somayazulu, studiowali wpływ wysokiego ciśnienia na związek lantanu i wodoru. Oba zespoły znalazły dowody nadprzewodnictwa w jeszcze wyższych temperaturach odpowiednio −23°C i −13°C, a w niektórych próbkach prawdopodobnie nawet 7°C.
Odkrycie nadprzewodnika w temperaturze pokojowej nie jest zaskoczeniem. "Oczywiście zmierzamy w tym kierunku", mówi chemik teoretyczy Eva Zurek z Uniwersytetu w Buffalo w Nowym Jorku, która nie była zaangażowana w badania. Ale przełamanie symbolicznej bariery temperatury pokojowej to "naprawdę wielka sprawa".
Jeśli nadprzewodnik w temperaturze pokojowej może być stosowany pod ciśnieniem atmosferycznym, może to zaoszczędzić ogromne ilości energii utracone na opór w sieci elektrycznej. Dodatkowo może udoskonalić obecne technologie, od maszyn MRI do komputerów kwantowych po magnetycznie lewitujace pociągi. Dias wyobraża sobie, że ludzkość może stać się "nadprzewodzącym społeczeństwem".
Ale do tej pory naukowcy stworzyli tylko małe plamki materiału pod wysokim ciśnieniem, więc praktyczne zastosowania są jeszcze daleko.
