Fizikçiler imkansız olanı yaptılar ve süperiletken olmayan malzemelerde süperiletkenliği elde ettiler
Vaov!
Tarihte ilk kez araştırmacılar, sıfır dirençli bir elektriksel iletkenlik olgusu olan süper iletken olmayan malzemelerde süper iletkenlik elde ettiler.
Yeni teknoloji, ilk olarak 1970'lerde önerilen ancak şimdiye kadar kanıtlanmamış bir kavramı göstermektedir. MRI makinelerinde veya daha yüksek sıcaklıklarda daha ucuz ve daha verimli olan maglev trenlerinde kullanılanlar gibi mevcut süper iletkenler yapma yöntemlerine yol açabilir.
Houston Üniversitesi'nden baş araştırmacı Paul CW Chu şunları söyledi: "Süperiletkenlik birçok yerde kullanılmaktadır ve manyetik rezonans görüntüleme (MRI) muhtemelen en iyi bilinendir."
Ancak süper iletken malzemeler ticari olarak daha uygunsa, diğer endüstrilerin genel kapsamını tamamen değiştirecektir. Süperiletkenler, tıpkı maglev trenleri ve hiper döngüler gibi ultra hızlı, sürtünmesiz ulaşım sistemleri oluşturmak için kullanılamaz, ayrıca tüm şebekemizi daha verimli hale getirebilirler.
Şu anda kullandığımız teller, santralden evimize% 10'a varan güç kaybına neden olabilir; ancak süper iletkenler hiçbir şekilde güç kaybetmez. Bu nedenle, kamu hizmetleri şirketleri, daha fazla elektrik üretmeye gerek kalmadan bize daha fazla elektrik sağlayabilir.
Tüm bu uygulamaları engelleyen şey, oldukça pahalı ve enerji yoğun olan sıfır direnç elde etmek için ticari süper iletken malzemelerin yaklaşık -269,1 santigrat dereceye kadar soğutulması gerektiğidir.
En iyi sonuçlara sahip süperiletken hala laboratuvarda test edilse bile, -70 santigrat derecenin üzerinde süper iletken olamaz. Araştırmacılar bu kritik sıcaklığı (veya T c s) oda sıcaklığına yaklaştırmak için çok çalışıyorlar.
Bilim insanları, onlarca yıldır süperiletkenliğin sıcaklığını artırmanın daha iyi bir yolunun, süper iletken olmayan malzemelerde süperiletkenliği tetiklemenin bir yolunu bulmak olduğuna inanıyorlar.
Buradaki fikir, eğer araştırmacılar sıradan malzemeleri süper iletken yapmanın bir yolunu bulabilirlerse, süper iletken malzemeleri daha yüksek sıcaklıklarda çalıştırmanın yeni yollarını açacak olmasıdır.
Şimdi, University of Houston araştırma ekibi, malzemenin iki fazının birleştiği noktada (arayüz olarak adlandırılır) süper iletkenliği teşvik ederek ilk adımı attı.
Bunu süper iletken olmayan bir malzeme olan kalsiyum demir arsenik bileşiğinde (CaFe2As2) başardılar.
Araştırmacılar şöyle yazdı: "T cs'yi artırmanın uzun süredir devam eden bir yöntemi, yapay veya doğal arayüzler kullanmaktır."
"Mevcut araştırma, iyi bilinen süper iletken olmayan kalsiyum demir arsenik bileşiğinin, yüksek T cs'sinin antiferromanyetik / metalik katman istiflemesiyle indüklenebileceğini açıkça göstermektedir ve Bu bileşik arayüzün yükseltilmiş Tcs'si bugüne kadarki en doğrudan kanıtı sağlıyor. "
Peki nasıl çalışıyor? İki farklı malzemenin bir araya geldiği arayüzde süperiletkenliğin teşvik edilebileceği ve hatta geliştirilebileceği fikri ilk olarak 1970'lerde önerildi.
Bununla birlikte, birçok araştırma grubu çalışma prensibini kanıtlamaya çalışsa da, süperiletkenliği sağlamak için yapılan geçmiş deneyler, deneysel sonuçları karıştırmayacak stres etkilerini veya kimyasal katkıyı ekarte edemez. Yani deneyin etkinliği şimdiye kadar hiçbir zaman doğrulanmadı.
Ne olduğunu doğrulamak için, Houston araştırmacıları çevresel baskı altında çalıştı ve saf kalsiyum demir arsenit kullandı.
Daha sonra sözde tavlama (tavlama) işlemini gerçekleştirmek için malzemeyi 350 santigrat dereceye kadar ısıttılar. Bu süreçte malzeme ısıtıldıktan sonra yavaş yavaş soğur.
Eşit olmayan soğutması nedeniyle, bu işlem kalsiyum demir arsenitte iki farklı faza neden olur.
Bu iki aşama süperiletken olmamasına rağmen, araştırma ekibi süperiletkenliği bu iki aşamanın bir arada varoluş noktasında tespit edebildi ve bu da arayüz hipotezinin doğru olduğunu kanıtladı.
Kalsiyum demir arsenik bileşikleri, yaklaşık -248.15 santigrat derece olan yaklaşık 25 derece Kjeldahl'da süper iletken görünmektedir. Bu nedenle hala endüstride kullanılamamaktadır.
Ancak bir sonraki adım, mevcut yüksek sıcaklıklı süperiletkenleri bu arayüzlerde daha verimli hale getirmenin yollarını bulmak için aynı işlemi kullanmak olacaktır.
Bu teknolojinin ticarileştirilmesi için daha gidilecek uzun bir yol var, ancak gelecekte daha ucuz ve daha iyi süper iletken malzemelerin geliştirilmesi yolunda umut verici bir adım.
Şu askıya alınmış trenleri geliştirelim.
