Ученые представили сверхпроводники, способные работать при комнатной температуре

Все начинается с двух алмазов, щепотки углерода, серы и легкого запаха газообразного водорода. В результате получился первый в мире сверхпроводник, который работает чуть ниже комнатной температуры.

Проводимость материала определяется тем, сколько энергии теряется при перемещении электрона из одного конца в другой. Когда электроны проходят через проводник, они сталкиваются с собственными атомами проводника, и это заставляет их замедляться и терять энергию по пути. Материал с высокой проводимостью означает, что на этом пути потери невелики, а материал с низкой проводимостью означает большие потери электроэнергии при прохождении тока.

Сверхпроводники — это проводники, которые имеют нулевые потери энергии от проходящих через них токов. Исторически сложилось так, что это достигается только при невероятно низких температурах, всего на несколько градусов выше абсолютного нуля, поскольку при этой температуре электрическое сопротивление практически исчезает.

Алмазный сверхпроводник Ранга Диаса работает при температуре 14 °C, что немного ниже комнатной температуры, и на порядок выше по сравнению с температурами -100 °C, необходимыми для работы других сверхпроводников. Этот сверхпроводник относится к классу соединений, называемых гидридами, которые набирают популярность в мире исследований проводимости. Гидриды изготавливаются из водорода и других элементов, отсюда и пошло их название. Основываясь на предыдущих исследованиях сверхпроводников, ученые выдвинули гипотезу, что твердый водород мог бы стать идеальным проводником. Однако, поскольку водород — это газ, исследователи сначала должны были перевести его в твердое состояние.

В отличие от других элементов, водород не так легко превратить в твердое вещество. Некоторые предполагали, что воздействие газообразного водорода на экстремальные давления может превратить его в твердое вещество, но затем исследования изменили направление. Чтобы создать твердое вещество из газа, исследователи попытались объединить газ с другими твердыми элементами. Именно тогда родились гидриды.

Между двумя алмазными якорями углерод и сера взрываются газообразным водородом до тех пор, пока не образуется твердое вещество, известное как CSH. Алмазы-единственный материал, который может выдерживать и оказывать давление, необходимое для создания этого сверхпроводника, но они не вечны. Через несколько недель даже алмазы треснут под давлением (в буквальном смысле), и сверхпроводник будет потерян.

Есть люди в области исследований проводимости, которые сомневаются в исследованиях Диаса. Во-первых, нет достаточных доказательств того, что этот сверхпроводник комнатной температуры работает где-либо еще, кроме лаборатории. Во-вторых, существуют некоторые ключевые принципы работы сверхпроводников, которые невозможно проверить просто из-за характера установки этого эксперимента. Существует нечто, что физики называют “эффектом Мейснера”, это технический термин, обозначающий наблюдаемое явление, при котором сверхпроводники отталкивают магнитные поля. Было показано, что сверхпроводник Диаса не соответствует этому эффекту, и это вызывает у других скептицизм.

В настоящее время Dias продвигается вперед с патентом. Следующим шагом в его исследованиях является определение того, как заставить его сверхпроводник функционировать за пределами лаборатории. Чтобы иметь возможность использовать эти сверхпроводники в суперкомпьютерах, они должны существовать и функционировать при нормальном давлении, а не при давлении в ядре Земли. Если бы он смог достичь этого, то открылись бы огромные возможности— более устойчивые суперкомпьютеры, линии передачи, которые могли бы передавать огромное количество энергии с нулевыми потерями.

Автор записи
. Top.Mail.Ru