Надпровідник дозволяє ідеально протікати через нього електроенергію, не втрачаючи при цьому жодної.
Тепер вчені виявили надпровідний матеріал, який працює при можливо рекордно високій температурі, просунувшись на крок ближче до мети досягнення такої досконалості при кімнатній температурі.
Зробіть речі досить холодними, а електрони пронизують метали, не створюючи опору, нагріваючись або сповільнюючись. Але це явище, відоме як надпровідність, історично працювало лише при надзвичайно холодних температурах, які є лише крихітним бітком вище абсолютного нуля. Це зробило їх марними для таких додатків, як надзвичайно ефективна електропроводка або неймовірно швидкі суперкомп'ютери. За останні кілька десятиліть вчені створили нові надпровідні матеріали, які працюють при все більш високих температурах.
У новому дослідженні група дослідників поставилася ще ближче до своєї мети, створивши надпровідний матеріал при мінус 9 градусів Фаренгейта (мінус 23 градуси Цельсія) - одну з найвищих температур, що колись спостерігалися.
Команда вивчила клас матеріалів, які називали надпровідними гідридами, які, за прогнозами теоретичних розрахунків, будуть надпровідними при більш високих температурах. Для того, щоб створити ці матеріали, вони використовували невеликий пристрій, який називається алмазною ковадною коміркою, який складається з двох невеликих алмазів, які стискають матеріали до надзвичайно високого тиску.
Вони помістили крихітний - в пару мікронів довгий зразок м'якого білуватого металу, який називався лантаном, всередині отвору, пробитого в тонку металеву фольгу, наповнену рідким воднем. Установка була підключена до тонких електричних проводів. Пристрій видавлювало зразок для тиску між 150 і 170 гігапаскалями, що в півтора мільйона разів перевищує тиск на рівні моря, йдеться у повідомленні. Потім вони використовували рентгенівські промені для дослідження його структури.
При цьому високому тиску лантан і водень поєднуються, утворюючи гідрид лантану.
Дослідники встановили, що при мінус 9 F (мінус 23 C) гідрид лантану демонструє дві з трьох властивостей надпровідності. Матеріал не виявляв стійкості до електрики і температура його падала при застосуванні магнітного поля. Вони не дотримувались третього критерію - здатності випромінювати магнітні поля при охолодженні, оскільки зразок був занадто малим, згідно з супровідним матеріалом News and Views у тому ж номері журналу Nature.
"З наукової точки зору, ці результати говорять про те, що ми можемо перейти до переходу від відкриття надпровідників емпіричними правилами, інтуїцією чи удачею до керування конкретними теоретичними прогнозами", - Джеймс Хамлін, доцент фізики з університету Флориди, який не входила до складу дослідження, писали у коментарі.
Дійсно, група повідомила про подібні результати ще в січні в журналі Physical Review Letters. Ці дослідники виявили, що гідрид лантану може бути надпровідним при ще більшій температурі (7 ° C) 44 F (7 ° C), доки зразок відбирають до більш високого тиску - приблизно від 180 до 200 гігапаскалів.
Але ця нова група виявила щось зовсім інше: при тих високих тисках температура, при якій матеріал проявляє надпровідність, різко знижується.
Причина розбіжності у висновках незрозуміла. "У таких випадках потрібно більше експериментів, даних, незалежних досліджень", - розповів Live Science старший автор Михайло Єремець, дослідник хімії та фізики високого тиску з Інституту хімії Макса Планка в Німеччині. "Тепер ми можемо лише обговорити".
Зараз команда планує спробувати знизити тиск і підвищити температуру, необхідну для створення цих надпровідних матеріалів, йдеться у повідомленні. Крім того, дослідники продовжують шукати нові сполуки, які могли б бути надпровідними при високих температурах.
Свої висновки група опублікувала вчора (22 травня) у журналі Nature.
