Majdnem szobahőmérsékletű szupravezetőt találtak

A fizikusok régi vágya teljesült a felfedezéssel, ugyanakkor a szupravezetés körülményei még így sem tekinthetők hétköznapinak, ahhoz ugyanis, hogy az új anyag működjön, óriási nyomásra van szükség.

Majdnem szobahőmérsékletű szupravezetőt találtak

Egy New York-i fizikuscsapat olyan anyagot fedezett fel, amelynek 15 °C-on gyakorlatilag nullára esik az elektromos ellenállása, így rendkívül jól kezdi vezetni az áramot. A hidrogén, kén és szén összetételű anyag így 38 °C-kal magasabb hőmérsékleten működik szupravezetőként, mint a korábbi rekorder. Vagyis ez az első alkalom, hogy valóban szobahőmérséklethez nagyon közeli körülmények közt valósítottak meg szupravezetést a szakértők.

A Rochesteri Egyetem kutatója, Ranga Dias és társai ugyanakkor hangsúlyozzák, hogy az általuk létrehozott vegyület valószínűleg sosem lesz a gyakorlatban felhasználható szupravezetőként, például veszteségmentes vezetékek, surlódásmentes gyorsvasutak vagy más forradalmi technológiák számára. Az anyag ugyanis csak akkor szupravezet 15 °C-on, ha két gyémánt közé helyezve óriási, a Föld magjában lévőhöz képest 75 százalékos nyomásnak teszik ki. A minden szempontból hétköznapi körülmények között használható szupravezetők megtalálása így még hátravan, a mostani felfedezés ugyanakkor sokat segíthet annak feltárásában, hogy egy ilyen hétköznapi szupravezetőhöz milyen atomi összetétel és szerkezet társulhat.

A normál vezetékek elektromos ellenállással rendelkeznek, mivel a bennük áramló elektronok beleütköznek a fémet alkotó atomokba. A kutatók azonban 1911-ben feltárták, hogy alacsony hőmérsékletek mellett az elektronok olyan rezgéseket válthatnak ki a fém atomrácsában, amelyek párokba állítják az elektronokat. Ezek az úgynevezett Cooper-párok pedig egészen szokatlanul viselkednek: úgy haladnak át a rácson, mintha semmiféle ellenállásba nem ütköznének. A szupravezetők ezen túl különleges mágneses mezőt is gerjesztenek, amely különösen alkalmas az anyag fölötti mágneses lebegtetésre, így egy napon akár szupravezető sínek is létrehozhatók lehetnek a megfelelő anyagokból.

Galéria megnyitása

A probléma viszont az, hogy a legtöbb szupravezető rendkívül alacsony hőmérsékleten működik, és amint ez emelkedni kezd, az atomok véletlenszerű mozgása megbontja az elektronpárokat. A kutatók évtizedek óta próbálnak olyan anyagokat találni, amelyekben a Cooper-párok hétköznapi hőmérsékletek mellett is létezhetnek. 1968-ban Neil Ashcroft, a Cornell fizikusa azzal az ötlettel állt elő, hogy erre valószínűleg egy hidrogénből álló atomrács lehet a legalkalmasabb, a hidrogén kis mérete és alacsony tömege miatt.

Az ötlettel csak egy probléma van: ahhoz, hogy a hidrogénatomokokat fémszerű atomrácsba kényszerítsék, rendkívül nagy nyomásra van szükség. Ashcroft munkássága azonban reményt adott arra, hogy a hidrogén más atomokkal kombinálva esetleg stabilabb rácsokat alkothat, amelyek szobahőmérsékleten és normál nyomáson is szupravezetőként képesek viselkedni. A fejlesztés a kétezres években új lendületet vett, amikor a szuperszámítógépes szimulációk révén lehetségessé vált a legkülönbözőbb összetételű ilyen rácsok, úgynevezett hidridek viselkedésének modellezése. Ezek közül a legígéretesebb jelölteket aztán szintetizálták is, és gyémánt mikro-üllők közt tesztelték.

Ezt követően egymást követték az új rekordok: 2015-ben egy német kutatócsoport a hidrogén-szulfid fémes változatában mínusz 70 °C-on valósított meg szupravezetést 1,5 millió bar nyomáson. Négy évvel később ugyanebben a laborban lantán-hidriddel 1,8 millió bar nyomáson mínusz 23 °C-on sikerült szupravezetést létrehozni.

Dias és társai most ezt a rekordot döntötték meg a 2015-ös receptből kiindulva: a hidrogén-szulfidhoz metánt adtak, majd lézerrel hevítették a keveréket. Úgy tűnik, hogy ezzel sikerült elég hidrogént juttatni a rácsba ahhoz, hogy az szupravezetőként viselkedjen, de mégis viszonylag stabil maradjon.

Azt ugyanakkor a kutatók sem tudják, hogy néz ki pontosan a rácsszerkezet, a hidrogén ugyanis túl apró ahhoz, hogy a megszokott módszerekkel feltérképezzék a helyzetét. Így egyelőre az anyag pontos kémiai összetétele is rejtély. Ha Dias csoportjának sikerül feltárni, hogy is néz ki ez a rács, a teoretikusok új modelleket hozhatnak létre, ami fontos lépést jelenthet a recept módosítása felé is, hogy az anyag normál nyomáshoz közeli állapotban is szupravezetőként működjön.

Neked ajánljuk

Kiemelt
{{ voucherAdditionalProduct.originalPrice|formatPrice }} Ft
Ajándékutalvány
-{{ product.discountDiff|formatPriceWithCode }}
{{ discountPercent(product) }}
Új
Teszteltük
{{ product.commentCount }}
{{ product.displayName }}
csak b2b
nem elérhető
{{ product.originalPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.displayName }}

Tesztek

{{ i }}
{{ totalTranslation }}
Sorrend

Szólj hozzá!

A komment írásához előbb jelentkezz be!
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mondd el, mit gondolsz a cikkről.

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap