Yeni Sıcaklık Kaydı Süperiletkenlik Için Büyük Başarıdır
Yayınlandığı: Tech • Görünümler: 11190
Süper iletkenler için yeni bir kayıt-yüksek sıcaklık elde edildi - enerji iletmeden elektrik yapan olağanüstü malzemeler.
Süper iletkenler için yeni bir kayıt-yüksek sıcaklık elde edildi - enerji iletmeden elektrik yapan olağanüstü malzemeler. Araştırmacılar, şehirlerin çok daha verimli güç şebekeleri inşa edebilecekleri oda sıcaklığında süperiletken elde etmek için uzun süredir devam eden arayışta önemli bir adım olabilir.
Şimdiye kadar, süper iletkenlik sadece çok soğuk havalarda çalışır. Bilim adamları bu yeni, rekor kıran sıcaklık hala çok soğuk olmasına rağmen, Dünya yüzeyinde doğal olarak bulunan bir sıcaklıktır.
Süperiletkenler, belirli bir sıcaklığın altında sıfır dirençli elektrik yapan malzemelerdir. Süperiletkenlik, sıradan malzemelerde olduğu gibi birbirlerini itmemek yerine elektronlara dayanır, ancak süperiletkenler aracılığıyla zahmetsizce akabilen Cooper çiftleri olarak bilinen hassas çiftler oluşturur. Bu çiftlerdeki elektronlar, fononlar veya süperiletkenin atomlarının titreşimleri ile bir arada tutulur. [Fizikte En Büyük 9 Çözünmeyen Gizem]
30 yıldan fazla bir süredir, bilim adamları hantal, enerji emici süper soğutmaya ihtiyaç duymayan oda sıcaklığında süperiletkenler geliştirmeye çalışıyorlar.
Şimdiye kadar, süperiletkenlerin kritik sıcaklıkları olarak bilinen en yüksek sıcaklıkları, normal basınçlarda eksi 220 Fahrenheit (eksi 140 derece Santigrat) ve yüksek basınçlarda eksi 164 F (eksi 109 C) idi. (Yüksek basınçlar genellikle atomları birlikte sıkarak süperiletkenliği arttırır, bu da ısıyı Cooper çiftlerini bozmasına engel olur.)
Şimdi, araştırmacılar eksi 94 F (eksi 70 C) kritik sıcaklıkta süper iletkenlik sağladılar. Bu, Antarktika'daki en düşük bilinen sıcaklıklardan yaklaşık 34 F (19 C) daha sıcaktır. Çalışma, Almanya'nın Mainz şehrindeki Max Planck Kimya Enstitüsü'nde fizikçi olan yardımcı yazar Mikhail Eremets.
Eremets, "Daha yüksek [sıcaklık] ve muhtemelen oda kritik sıcaklıkları mümkün," dedi.
Araştırmacılar, süper-iletkenlik için bu yüksek sıcaklık derecesinin, yaklaşık 200 gigapaskalın aşırı basınç gerektirdiğini kaydetti. Eremets, "On gigapaskal, sentetik elmas üretimi için endüstride rutin olarak elde edilen baskıdır." Dedi. "Dünyanın merkezindeki basınç 360 gigapaskal."
Bilim adamları daha önce metalik hidrojen olarak bilinen bir hidrojen formunu denediler. BCS teorisi olarak bilinen süperiletkenlerin nasıl çalıştığıyla ilgili önde gelen teorilerden biri, hidrojenin büyük bir süperiletken yapması gerektiğini ileri sürer. Hidrojen yüksek enerjili fonklar üretebilir ve ayrıca her ikisi de Cooper çiftlerini güçlendirebilen faktörler olan elektronlar ve fononlar arasındaki güçlü etkileşimleri destekleyebilir. Bununla birlikte, saf, stabil bir metalik hidrojen formu oluşturmak olağanüstü derecede zor olmuştur.
Bunun yerine, bu yeni çalışmada, Eremets ve meslektaşları hidrojen sülfür ile deney yaptılar, bu da çürümüş yumurtaların kokusunu veren bileşik. Araştırmacılar, belli bir soğuk sıcaklık ve basınç kombinasyonunda hidrojen sülfürün - iki hidrojen atomundan oluşan bir molekülün ve bir sülfür atomunun - her birinin üç hidrojen atomu ve bir sülfür atomundan oluşan yeni moleküller oluşturduğunu ileri sürdü. Bu yeni malzeme esas olarak metalik hidrojenin sülfürle kirlenmiş bir versiyonudur ve süper iletkenlik sağlayabilir.
Eremets, BCS teorisinin, malzemelerin süperiletken olabileceği sıcaklık için bir sınır olmadığını öne sürdü. “Oda sıcaklığında süper iletkenlik uygun malzemede mümkündür” diye ekledi. Ne yazık ki, "teori, hangi malzemenin beklendiğini doğrudan söylemez."
Eremets, son derece yüksek basınçların oda sıcaklığında süperiletkenleri bile kullanamayacağını söyledi. Gelecekteki araştırmalar, hem nispeten yüksek sıcaklıklarda hem de normal basınçlarda süper iletken olabilecek diğer hidrojen açısından zengin materyalleri araştırabileceğini söyledi.
Eremets, Max Planck Kimya Enstitüsü'ndeki Sasha Drozdov ve meslektaşlarıyla birlikte, Nature dergisinde bugün (17 Ağustos) bulgularını çevrimiçi olarak aktardı.
Pterodactyl Benzemek Için Yeni Uçan Dinozor Drone