Ny Temperatur Registrering Er Stor Præstation For Superledende

{h1}

Der er opnået en ny rekordhøj temperatur for superledere - ekstraordinære materialer, som transporterer elektricitet uden at sprede energi.

Der er opnået en ny rekordhøj temperatur for superledere - ekstraordinære materialer, som transporterer elektricitet uden at sprede energi. Forskuddet kan være et vigtigt skridt i den langvarige stræben efter at opnå en rumtemperatur superleder, som kunne byer opbygge langt mere effektive strømnettet, siger forskere.

Indtil videre fungerer superledningsevne kun ved meget kolde temperaturer. Og selv om denne nye rekord-temperatur stadig er meget kold, er det en naturligt forekommende temperatur på Jordens overflade, tilføjede forskerne.

Superledere er materialer, der udfører elektricitet med nul modstand under en bestemt temperatur. Superledningsevne er afhængig af elektroner, som ikke afviser hinanden, som de gør i almindelige materialer, men i stedet danner delikate par, der kaldes Cooper-par, der kan strømme gennem superledere ubesværet. Elektroner i disse par holdes sammen af ​​fononer eller vibrationer af superlederens atomer. [De 9 største uløste mysterier i fysik]

I mere end tre årtier har forskere forsøgt at udvikle rumtemperatur superledere, der ikke behøver besværlig, energisugende superkøling.

Før nu var de højeste kendte temperaturer, som superledere arbejdede ved - kendt som deres kritiske temperaturer - minus 220 grader Fahrenheit (minus 140 grader Celsius) ved normalt tryk og minus 164 F (minus 109 C) ved høje tryk. (Højtryk forbedrer ofte superledningsevnen ved at klemme atomer sammen, hvilket holder varmen fra at forstyrre Cooper-par.)

Nu har forskere opnået superledningsevne ved en kritisk temperatur på minus 94 F (minus 70 C). Dette er omkring 34 F (19 C) varmere end de koldeste kendte temperaturer i Antarktis, siger studieledelsen forfatter Mikhail Eremets, fysiker ved Max Planck Institute for Chemistry i Mainz, Tyskland.

"Endnu højere [temperaturer] og sandsynligvis rumkritiske temperaturer er mulige," fortæller Eremets WordsSideKick.com.

Forskerne bemærkede, at denne rekordhøje temperatur for superledningsevne kræver ekstremt tryk på ca. 200 gigapascaler. "Ti gigapascals er det tryk, der rutinemæssigt opnås i industrien til fremstilling af syntetiske diamanter," sagde Eremets. "Trykket i midten af ​​Jorden er 360 gigapascals."

Forskerne forsøgte tidligere at eksperimentere med en form for hydrogen kendt som metallisk hydrogen. En af de førende teorier for, hvordan superledere arbejder, kendt som BCS-teori, antyder, at hydrogen bør danne en super superledende. Hydrogen kan generere høje energi fononer og kan også understøtte stærke vekselvirkninger mellem elektroner og fononer - begge er faktorer, som kan forstærke Cooper par. Men at skabe en ren, stabil form for metallisk hydrogen har vist sig usædvanligt vanskeligt.

I stedet for eksperimenterede Eremets og hans kolleger i dette nye studie med hydrogensulfid, den forbindelse, der giver rotte æg deres lugt. Forskerne foreslog, at ved en bestemt kombination af koldtemperatur og tryk danner hydrogensulfid - et molekyle bestående af to hydrogenatomer og et svovlatom - nye molekyler, der hver især er fremstillet af tre hydrogenatomer og et svovlatom. Dette nye materiale er i det væsentlige en svovlforurenet version af metallisk hydrogen, og kan opnå superledningsevne.

BCS-teorien antyder, at der ikke er nogen grænse for den temperatur, hvormed materialer kunne superkonstruere, sagde Eremets. "Rumtemperatur superledningsevne er mulig i det rigtige materiale," tilføjede han. Desværre "fortæller teorien ikke direkte hvilket materiale der forventes."

Ekstremt høje tryk ville sandsynligvis gøre selv rumtemperatur superledere upraktiske, sagde Eremets. Fremtidig forskning kunne søge efter andre brintrige materialer, der kan superkonduktere ved både relativt høje temperaturer og normale tryk, sagde han.

Eremets, sammen med Sasha Drozdov på Max Planck Institute for Chemistry og deres kolleger, detaljerede deres resultater online i dag (17. august) i tidsskriftet Nature.

Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook og Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com