Was Sie über die Entdeckung neuer Hyperleiter wissen sollten

Seit mehr als einem Jahrhundert suchen Wissenschaftler danach Der heilige Gral der Materialien: ein Raumtemperatur-Supraleiterein Material, das elektrische Ladungen ohne Widerstand tragen könnte, was die Energielandschaft, wie wir sie kennen, revolutionieren würde.

Diese Woche behauptet ein Team der University of Rochester, trotz der Skepsis einiger Mitglieder der wissenschaftlichen Gemeinschaft, solches Material gefunden zu haben. Die neue Suche veröffentlicht in der Natur. Folgendes sollten Sie über die Flagge wissen.

Was ist ein Supraleiter bei Raumtemperatur?

Dort ist die Entwicklung von Raumtemperatur-Supraleitern ein hochgestecktes Ziel der Physik Finden Sie heraus, was zur Hölle dunkle Materie ist Und Was ist verantwortlich für die Beschleunigung der Expansion des Universums. Supraleiter übertragen elektrische Ströme widerstandslos, was bedeutet, dass kein Energieverlust entsteht, da Strom von Punkt A nach Punkt B geleitet wird. Aber die heutigen Supraleiter erfordern extrem niedrige Temperaturen und hohen Druck, um zu funktionieren, was sie außerhalb privater Labors unpraktisch macht.

Wenn sie bei Raumtemperatur betrieben werden könnten, würden supraleitende Materialien nicht in die Welt der Experimente abwandern und könnten in die weltweite Energieinfrastruktur integriert werden.

Aber seit der Entdeckung der Supraleitung im Jahr 1911 war die Wissenschaft nicht in der Lage, die Supraleitung bei Raumtemperatur zu entschlüsseln. Physiker haben Supraleiter verschiedener Art gestoßen und gestochen –Gekühltes Lanthanhydrid Und Schwefelwasserstoff mit Schwefelgeruch, zum Beispiel – ohne Erfolg. Diese Materialien sind supraleitend, aber nur bei absurden Temperaturen und Drücken, die in der realen Elektronik unpraktisch wären.

Auf der Suche nach dem perfekten Raumtemperatur-Supraleiter blättern Materialwissenschaftler, Ingenieure und Physiker durch verschiedene Hydride, auf der Suche nach einem, das keine so herausfordernden Bedingungen erfordert, um seine Null-Widerstands-Magie zu entfalten.

Was tat der Universität Rochester Team erreichen?

Die neueste Verbindung auf dem supraleitenden Hackklotz ist Lutetiumhydrid, von dem Wissenschaftler der University of Rochester herausgefunden haben, dass es sich bei 69 Grad Fahrenheit und einem Druck von 10 Kilobar (145.000 psi) in einen Supraleiter umwandelt. Als Referenz beträgt der Druck auf Meereshöhe etwa 15 psi, während er am Boden des Marianengrabens etwa 16.000 psi beträgt. Laut NOAA.

Offensichtlich sind 145.000 psi immer noch eine Datei eine Menge des Drucks. Laut der University of Rochester sind es jedoch zwei Größenordnungen weniger als zuvor erforderlich, um Supraleitung im Labor des Teams zu induzieren. Start.

Laut Ranga Dias, einem Maschinenbauingenieur an der University of Rochester, der die Entdeckung in seinem Labor machte, „denken wir, dass wir uns jetzt im Zeitalter der modernen Supraleitung befinden.“

Aber andere Mitglieder von Dias‘ Feld sind skeptisch. Papier 2020 veröffentlicht in Nature von einem Team einschließlich Dias, das behauptet, Supraleitung bei Raumtemperatur in Kohlenstoff-Schwefel-Hydrid zu erreichen, und hat mehrere Aktualisierungen bezüglich der darin enthaltenen Daten und Daten erhalten. Dann in Der Artikel „Emerging Issues“ wurde im August 2021 in Nature veröffentlichtZwei Physiker, die nichts mit Dias‘ Artikel zu tun haben, bestritten die Behauptungen und postulierten, dass die mit der Supraleitung verbundenen Phänomene nicht wirklich mit dem gepriesenen Zustand der Materie zusammenhängen.

Im September 2022 wurde das Originalpapier von Dias‘ Team zurückgezogen. Aber das neue Papier hat seine Hürden überwunden (zumindest genug, um es zu veröffentlichen, aber auch das jetzt zurückgezogene Werk).

Laut der New York TimesIn einem früheren Fehltritt bettet Dias die Sprache Wort für Wort aus der Abhandlung eines anderen Gelehrten in seine eigene ein, ein Ereignis, das Dias in vergessenen Zitaten wiedergibt.

Im neuesten Experiment sammelte das Team eine gasförmige Mischung aus 99 % Wasserstoff und 1 % Stickstoff und platzierte das Gas in einer Kammer mit Lutetium, einem extrem seltenen Erdmetall. Sie ließen das Gas und das Metall einige Tage lang bei 392 Fahrenheit reagieren. Die resultierende Verbindung leuchtete blau.

Sie pressten diese Verbindung in eine Diamantzelle (Das härteste Metall, was es zu einer regelmäßigen Funktion in Experimenten macht, in denen Sie den Abfall aus etwas quetschen, quetschen oder herausdrücken möchten). Beim Pressen zwischen den Diamanten veränderte sich die in Dias‘ Labor hergestellte Verbindung von Blau zu einem leuchtenden Rot-Rosa. Es ist supraleitend geworden.

Wenn das Ergebnis des neuen Experiments von anderen Teams reproduziert werden kann, könnte dies ein spannender Moment bei der Jagd nach Unobtainium in den Materialwissenschaften sein: ein echter Wendepunkt für die Elektrizität.

Aber vorerst geht die Suche nach dem Heiligen Gral weiter. Wie nahe ist die Gemeinschaft der Materialwissenschaftler daran, eine Erklärung dafür zu finden? Aber das Aufladen eines solchen Supraleiters würde nicht ohne Widerstand ablaufen.

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