إليك ما يجب معرفته عن أكثر اكتشافات الموصلات الفائقة الجديدة إثارة

لأكثر من قرن من الزمان ، كان لدى العلماء نطاق الكأس المقدسة للمواد: موصل فائق في درجة حرارة الغرفةيمكن للمادة التي تحمل شحنات كهربائية بدون مقاومة أن تحدث ثورة في مشهد الطاقة كما نعرفه.

على الرغم من أن بعض أعضاء المجتمع العلمي متشككون ، يزعم فريق من جامعة روتشستر أنه اكتشف مثل هذا الجسم هذا الأسبوع. بحث جديد نشرت في الطبيعة. إليك ما تحتاج لمعرفته حول العلم.

ما هو الموصل الفائق في درجة حرارة الغرفة؟

إن إنشاء موصلات فائقة في درجة حرارة الغرفة هو هدف نبيل في الفيزياء. معرفة ماهية المادة المظلمة في الجحيم و ما الذي يسبب التمدد السريع للكون؟. تقوم الموصلات الفائقة بتوصيل التيارات بدون مقاومة ، مما يعني أنه لا يتم فقد أي طاقة أثناء إرسال الكهرباء من النقطة A إلى النقطة B. لكن الموصلات الفائقة اليوم تتطلب درجات حرارة شديدة البرودة وضغوطًا عالية للعمل ، مما يجعلها غير عملية في أي مكان خارج المختبرات المتخصصة.

إذا كان بإمكانهم العمل في درجة حرارة الغرفة ، فلن يتم إبعاد المواد فائقة التوصيل إلى المنطقة التجريبية ويمكن دمجها في البنية التحتية للطاقة في العالم.

ولكن منذ اكتشاف الموصلية الفائقة في عام 1911 ، لم يتمكن العلم من فك شفرة الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة. لقد حفر الفيزيائيون واستحدثوا أنواعًا مختلفة من الموصلات الفائقة –هيدريد اللانثانم البارد و كبريتيد الهيدروجين رائحة الكبريت، على سبيل المثال – عديم الفائدة. هذه المواد فائقة التوصيل ، ولكن فقط في درجات حرارة تقشعر لها الأبدان والضغوط السخيفة التي تجعلها غير عملية في إلكترونيات العالم الحقيقي.

يشمل البحث عن الموصل الفائق المثالي في درجة حرارة الغرفة علماء المواد والمهندسين والفيزيائيين الذين يتنقلون عبر هيدرات مختلفة ، ويبحثون عن واحدة لا تتطلب مثل هذه الظروف الدقيقة لتعمل سحرها الخالي من المقاومة.

ماذا فعلت جامعة روتشستر هل يحقق الفريق؟

أحدث مركب على كتلة التقطيع فائقة التوصيل هو هيدريد اللوتيتيوم ، والذي وجد علماء جامعة روتشستر أنه يتحول إلى موصل فائق عند 69 درجة فهرنهايت عند ضغط 10 كيلو بار (145000 رطل لكل بوصة مربعة). كمرجع ، يبلغ الضغط عند مستوى سطح البحر حوالي 15 رطل / بوصة مربعة ، بينما يبلغ حوالي 16000 رطل / بوصة مربعة في قاع خندق ماريانا. وفقًا لـ NOAA.

من الواضح أن 145000 رطل لكل بوصة مربعة لا تزال ملف كثيراً ضغط. ولكن وفقًا لجامعة روتشستر ، فإن هذا أقل مما كان مطلوبًا في السابق للحث على الموصلية الفائقة في مختبر الفريق بمقدار ضعفين من حيث الحجم. تحرير.

وفقًا للمهندس الميكانيكي بجامعة روتشستر ، رانجا دياس ، الذي تم الاكتشاف في مختبره ، “نعتقد أننا الآن في العصر الحديث من التوصيل الفائق.”

لكن أعضاء آخرين في قسم دياز متشككون. ورقة 2020 نشرت ادعت مجموعة تضم دياز أنها تحقق الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة في هيدريد الكبريت الكربوني في الطبيعة ، مع العديد من التحديثات على التواريخ والبيانات الواردة فيها. لاحقًا ، أ مقالة مهمة ناشئة تم نشرها في أغسطس 2021 في مجلة Natureعارض اثنان من الفيزيائيين غير المرتبطين بورقة دياز هذه الادعاءات ، قائلين إن الظواهر المرتبطة بالموصلية الفائقة لا تتعلق في الواقع بحالة المادة التي يتم فرضها.

في سبتمبر 2022 ، تم سحب الورقة الأصلية لمجموعة دياز. لكن تم تجميع ورقة جديدة (على الأقل كافية للنشر ، ولكن أيضًا العمل الذي تم سحبه الآن).

بحسب صحيفة نيويورك تايمزفي مقهى سابق ، أدرج دياز لغة كلمة بكلمة من ورقة بحثية لعالم آخر ، وكان دياز يميل إلى نسيان الاستشهادات.

في تجربة حديثة ، جمع الفريق مزيجًا غازيًا مكونًا من 99٪ هيدروجين و 1٪ نيتروجين ووضعوا الغاز في غرفة بها معدن اللوتيتيوم الأرضي النادر غير المعتاد. سمحوا للغاز والمعدن بالتفاعل عند 392 فهرنهايت لمدة يومين. توهج الخليط الناتج باللون الأزرق.

قاموا بعصر هذا الخليط في خلية من الماس (معدن صلب، مما يجعلها ميزة منتظمة للتجارب حيث تريد قرص أو ضغط أو سحق شيء ما). عند الضغط عليه بين الماسات ، تغير المركب المضاف في مختبر دياز من اللون الأزرق إلى اللون الوردي المحمر الفاتح. لقد أصبحت فائقة التوصيل.

إذا تمكنت مجموعات أخرى من إعادة إنتاج نتائج التجربة الجديدة ، فقد تكون هذه لحظة مثيرة في سعي علم المواد إلى وجود الكونوبتيينيوم: مغير حقيقي لقواعد اللعبة للكهرباء.

في الوقت الحالي ، يستمر البحث عن هذا الكأس المقدسة. إن مدى قرب مجتمع علم المواد من اكتشافها أمر واضح. لكن الشحن لمثل هذا الموصل الفائق لن يخلو من المقاومة.

أيضًا: العثور على أكثر الأشياء مراوغة في الفيزياء