Forskere opdager nye tegn på superledning ved nær stuetemperatur

Forskere ved George Washington University har taget et stort skridt mod at nå et af de mest eftertragtede mål inden for fysik:stuetemperatur superledning.

Superledning er manglen på elektrisk modstand og observeres i mange materialer, når de afkøles til en kritisk temperatur. Indtil nu, superledende materialer menes at skulle afkøle til meget lave temperaturer (minus 180 grader Celsius eller minus 292 grader Fahrenheit), som begrænsede deres ansøgning. Da elektrisk modstand gør et system ineffektivt, at eliminere noget af denne modstand ved at udnytte superledere ved stuetemperatur ville muliggøre mere effektiv produktion og brug af elektricitet, forbedret energitransmission rundt om i verden og mere kraftfulde computersystemer.

"Superledning er måske en af ​​de sidste store grænser for videnskabelig opdagelse, der kan overskride hverdagens teknologiske anvendelser, "Maddury Somayazulu, lektor i forskning ved GW School of Engineering and Applied Science, sagde. "Superledning ved stuetemperatur har været den ordsprogede 'hellige gral', der venter på at blive fundet, og at opnå det-omend i 2 millioner atmosfærer-er et paradigmeskiftende øjeblik i videnskabens historie. "

Nøglen til denne opdagelse var oprettelsen af ​​en metallisk, hydrogenrig forbindelse ved meget høje tryk:cirka 2 millioner atmosfærer. Forskerne brugte diamantamboltceller, enheder, der bruges til at skabe højt tryk, at klemme sammen små prøver af lanthan og brint. De opvarmede derefter prøverne og observerede store ændringer i strukturen. Dette resulterede i en ny struktur, LaH10, som forskerne tidligere forudsagde ville være en superleder ved høje temperaturer.

Mens prøven holdes ved højt tryk, teamet observerede reproducerbare ændringer i elektriske egenskaber. De målte betydelige fald i resistivitet, når prøven blev afkølet til under 260 K (minus 13 C, eller 8 F) ved et tryk på 180-200 gigapascal, fremlægger tegn på supraledning ved stuetemperatur. I efterfølgende forsøg, forskerne så overgangen ske ved endnu højere temperaturer, op til 280 K. Gennem forsøgene har forskerne brugte også røntgendiffraktion til at observere det samme fænomen. Dette blev gjort gennem en synkrotronstråle fra Advanced Photon Source ved Argonne National Laboratory i Argonne, Illinois.

"Vi mener, at dette er begyndelsen på en ny æra med superledning, "Russell Hemley, en forskningsprofessor ved GW School of Engineering and Applied Science, sagde. "Vi har undersøgt kun et kemisk system - den sjældne jord La plus brint. Der er yderligere strukturer i dette system, men mere markant, der er mange andre hydrogenrige materialer som disse med forskellige kemiske sammensætninger at udforske. Vi er overbeviste om, at mange andre hydrider - eller superhydrider - vil blive fundet med endnu højere overgangstemperaturer under tryk. "

Undersøgelsen blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve .