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

Legutóbbi tartalom

A ketamin megoldást jelenthet a túlzott alkoholfogyasztásra

Egy új kísérleti tanulmány szerint egy egyszeri ketamin kezeléssel lényegesen lecsökkenthető a rendszeresen fogyasztók alkohol mennyisége. A vizsgálat során az…

2019-12-07

Hatalmas pusztítást okozhatott volna a Anak Krakatoa keltette cunami

Egy új kutatás szerint az Anak Krakatoa vulkán 2018-as kitörése keltette több mint 100 méteres hullámok hatalmas pusztítást eredményezhettek volna,…

2019-12-07

Gombák segítik az új gyógyszerek felfedezését

Több tízezer gomba által létrehozott vegyületek alkotta hatalmas adatbázis segítheti az új gyógyszerek felfedezését. A Hubrecht Intézet kutatói a Westerdijk…

2019-12-07

Az emberek együtt fejlődtek az immunrendszeri betegségekkel

A halálos fertőzések elleni védő egyes mutációk fogékonnyá tesznek bennünket bizonyos gyulladásos és autoimmun betegségekre - mint a Crohn-betegség. A…

2019-12-07

Elkészültek az első mesterséges neuronok, melyek forradalmasíthatják a krónikus betegségek kezelését

Most először sikerült egy szilícium alapú chippel a valódiakkal megegyezően működő mesterséges neuronokat létrehozni. Az eredményeznek hatalmas jelentősége lehet több…

2019-12-07

Szén-dioxid diétára neveltek baktériumokat laboratóriumi környezetben

Több hónap leforgása alatt izraeli kutatók létrehoztak egy olyan Escherichia coli fajtát, ami a szerves vegyületek helyett szén-dioxidból nyeri ki…

2019-12-07

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom