Kategóriák Fizika

Karnyújtásra került a szoba-hőmérsékletű szupravezetés

A Egyetem kutatói által vezetett nemzetközi csapat felfedezte, hogy a szupravezetés tulajdonsága minden eddiginél magasabb hőmérsékleten is fennmaradhat. A kutatók által vizsgált anyagcsoport az eredményeik szerint már -23C°-on is szupravezetőként viselkedik – ami majdnem 50 fokkal magasabb mint a korábbi rekorder.

Annak ellenére, hogy a szupravezetés kiváltásához rendkívül magas nyomásra volt szükség, a felfedezés mégis hatalmas előrelépést jelent a szoba-hőmérsékleten is működő szupravezető kifejlesztésének irányába.

A szupravezetés állapotát kettő fő tényező jellemzi: az anyag nulla ellenállást biztosít az elektromos árammal szemben és mágneses mezők képtelenek áthatolni rajta. Hasonlóan ahhoz, hogy a réz jobb elektromos vezető a guminál, a különböző anyagok eltérő körülmények között válhatnak szupravezetővé.

A szupravezetésnek rengeteg potenciális felhasználási területe lehet; köztük például a veszteség nélküli elektromos vezetékekkel, szupergyors számítógépekkel és a mágnesesen levitáló vonatokkal.

Azonban a technológia felhasználásának komoly akadályt jelentett, hogy a szupravezetést csak nagyon szélsőséges körülmények között sikerült eddig kiváltani. A legelső próbálkozásoknál ehhez még -240C°-ra volt szükség, amíg nem olyan régen ezt -73-ra sikerült mérsékelni. Mivel az ilyen mértékű hűtés drága és nehezen megvalósítható, így a szupravezetést használó berendezések még nem terjedtek el.

A szakterületen végzett elméleti munkák már felvetették a lehetőséget, hogy egy bizonyos anyag osztálynál magasabb hőmérsékleten is kiválthatnak szupravezetést. Ennek igazolására a kutatók elkészítették a szóban forgó lantán szuper-hibridet és megvizsgálták a tulajdonságait.

Amíg a várakozásoknak megfelelően az anyag tényleg képes volt a szupravezetésre a korábbiaknál magasabb hőmérséklet mellett, addig ehhez megközelítőleg 150-170 gigapascal nyomásra volt szükség – ez másfél milliószor akkora, mint a tengerszinti légnyomás.

A kutatók elmondása szerint az elkészített pár mikron nagyságú anyagminta a szupravezetés négy jellemző karakterisztikájából hármat mutatott: az elektromos ellenállás hiányát, a külső mágneses mező hatására kiváltott hőmérséklet csökkenést, valamint a hőmérsékletében változást eredményezett az egyes alkotóelemeinek más izotópokra történő cseréje. A negyedik jellemzőt – az úgynevezett Meissner–Ochsenfeld-effektust – az anyag mágneses tér kiszorító képességét, a csapat elmondása szerint a vizsgált anyag kis mérete miatt nem sikerült megmérniük.

A kísérletekhez elengedhetetlen volt az Argonne Nemzeti Laboratórium csúcs modern foton forrása, melynek ultra fényes, rendkívül nagy energiájú röntgen sugarai az akkumulátorok optimalizálásától, a Föld belső rétegeinek vizsgálatáig már eddig is több szakterületet segítettek áttöréshez.

A kísérletekben a kutatók az anyagmintát két apró gyémánt közé helyezték, melyekkel képesek voltak kifejetni a szükséges nyomást, amíg röntgen sugarak segítségével monitorozták a tulajdonságok változását.

A kutatók szerint a most elért hőmérsékletet már sokkal könnyebb előidézni, mint a korábbi -73-at, és ezzel már ‘karnyújtásnyira’ kerültek a szoba-hőmérséklethez.

A kutatócsapat azóta már el is kezdte az anyag további optimalizálását, ami reményeik szerint már kisebb nyomás és még magasabb hőmérséklet mellett is szupravezető marad, amíg egy olyan anyag lehetőségeit is vizsgálják, amit magas nyomás mellett szintetizálnak, viszont normális nyomásnál is működik.

Forrás: nature.com

Megosztás
Írta:
arsratio

Legutóbbi tartalom

Az intenzív agyi aktivitás miatt álmosodunk el

Egy új zebrahalakon végzett kutatás szerint a nap során végzett agyi aktivitás intenzitása és nem pedig az ébren töltött idő…

2019-09-19 4:34 du.

Idegek és izmok hajtotta hibrid biorobotot fejlesztettek ki

Kutatók olyan puha robotokat fejlesztettek ki, melyek fénnyel irányított neuromuszkuláris szövetek segítségével mozognak. A projekt még 2014-ben indult, amikor is…

2019-09-19 4:25 du.

Új cetfajt fedeztek fel a japán Hokaido partvidékén

A japán és az amerikai Nemzeti Természettudományi Múzeum, a Hokaido Egyetem és az Iwate Egyetem közreműködésével új csőröscet fajt fedeztek…

2019-09-09 2:16 du.

Egy új technológiával veszteség nélkül raktározhatók és szabadíthatók fel a hullámok

A fény- és a hanghullámok a mai technológiában az energia- és jelátvitel alapjait képezik. Azonban eddig nem rendelkeztünk olyan módszerrel,…

2019-09-09 2:13 du.

Egy új kémiai reaktorral üzemanyaggá alakítható a levegőben lévő széndioxid

A Rice Egyetem tudósai egy új katalizátor reaktort fejlesztettek ki, aminek segítségével újrahasznosíthatóak a hangyasav előállítása során felszabaduló üvegházhatást okozó…

2019-09-09 2:08 du.

Az ősi óceánok oxigénszintjének csökkenése vezetett a rejtélyes tömeges kihaláshoz

420 millió évvel ezelőtt - a szilur földtörténeti időszakban - egy hatalmas tömeges kihalás zajlott, ami a tengeri állatok 23…

2019-09-05 8:26 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.