Materialele cunoscute ca supraconductoare transmit energia electrică cu o eficienţă de 100%.
Ea are o gamă largă de aplicare, doar că aceasta este împiedicată, în mare parte datorită faptului că starea supraconductibilității există doar la temperaturi mult sub temperatura camerei.
Oamenii de ştiinţă din Germania au atins o nou prag al supraconductibilității — obținând un curent electric fără rezistenţă la cea mai ridicată temperatură de până acum: una de doar 250 Kelvin, sau -23 grade Celsius.
Studiul a fost condus de Mikhail Eremets, fizician la Institutul de Chimie Max Planck, ce a stabilit recordul anterior (en) al temperaturii ridicate la care a fost obținută supraconductibilitatea în 2014, de 203 Kelvin (-70 grade Celsius).
Supraconductibilitatea, descoperită pentru prima dată în 1911, este un fenomen curios.
Vedeţi şi: Fizicienii tocmai au descoperit un tip complet nou de supraconductibilitate
De obicei, fluxul unui curent electric se confruntă cu un anumit grad de rezistenţă — un pic similar cu rezistenţa aerului asupra unui obiect în mișcare.
Cu cât conductivitatea unui obiect este mai mare, cu atât rezistenţa electrică este mai mică, iar curentul poate circula mai liber.
Dar la temperaturi scăzute în unele materiale se întâmplă ceva ciudat.
Rezistenţa scade la zero, iar curentul circulă fără obstacole.
Situația când curentul este însoțit de ceva numit efectul Meissner — expulzarea câmpurilor magnetice ale materialului, pe măsură ce aceasta se răcește la o temperatură mai joasă de cea critică — se numește supraconductibilitate.
Aşa-numita supraconductibilitate la temperatura camerei (en), una peste 0 grade Celsius, este un Graal Sfânt pentru oamenii de ştiinţă.
Vedeţi şi: Supraconductibilitatea grafenului a fost deşteptată
În caz dacă va fi atinsă, ea ar putea revoluționa eficienţa electrică, îmbunătățind considerabil rețelele electrice, făcând posibilă transmiterea datelor cu o viteză mai mare şi crearea de motoare electrice mai rapide, acestea sunt doar câteva aplicații potențiale.
Deci, aceasta este ceva la ce lucrează multe laboratoare din întreaga lume, care din când în când anunţă despre noi realizări în atingerea supraconductibilităţii la temperaturi mai ridicate (en), iar apoi nu trec testele de reproductibilitate (en).
Stabilirea temperaturii ridicate record a supraconductibilităţii
Eremets şi echipa sa au obținut recordul anterior al supraconductibilităţii la temperaturi înalte folosind hidrogen sulfuratul — da, compusul care face ouăle stricate şi gazele oamenilor să pută — sub o presiune de 150 gigapascali (pentru comparaţie, nucleul Pământului se află sub o presiune între 330 şi 360 gigapascali (en)).
Oamenii de ştiinţă care s-au aruncat să înțeleagă supraconductibilitatea hidrogen suflatului, cred că acest rezultat este posibil deoarece el este un material într-atât de uşor, încât poate vibra la viteze mari, ceea ce înseamnă temperaturi mai ridicate — iar presiunea este necesară pentru al menţine de la vibrarea de sine stătătoare.
Această nouă cercetare a utilizat un alt material, numit hidrură de lantan, sub o presiune de aproximativ 170 gigapascali.
La începutul acestui an, echipa a raportat (en) că a realizat supraconductibilitatea folosind acest material la temperatura de 215 Kelvin (-58,15 C°) — iar acum, câteva luni mai târziu, ei au îmbunătăţit acest rezultat (en).
Noua temperatură este aproximativ egală cu jumătate din temperatura medie de iarnă de la Polul Nord.
„Aceasta depăşeşte cu 50 de Kelvini recordul de temperatură precedent de 203 Kelvin”, scriu cercetătorii în lucrare (en), „indicând posibilitatea reală de a atinge supraconductibilitatea la temperatura camerei (adică de 27 Kelvin) la presiuni ridicate în viitorul apropiat şi o perspectivă a unei supraconductibilități convenționale la presiunea atmosferică”.
Condițiile necesare pentru stabilirea supraconductibilității
Sunt trei teste, raportează MIT Technology Review, care sunt considerate standardul de aur pentru supraconductibilitate, iar echipă a obținut doar două: scăderea rezistenței sub pragul temperaturii critice şi înlocuirea elementelor din material cu izotopi mai grei, pentru a observa o scădere corespunzătoare a temperaturii la care are loc supraconductibilitate.
Al treilea este efectul Meisser (en), care este numele dat uneia dintre semnături a supraconductibilității.
Pe măsură ce materialul trece sub temperatura critică şi tranzitează în supraconductibilitate, el ejectează câmpul său magnetic.
Echipa nu a observat încă acest fenomen, datorită probei lor prea mici — cu mult sub capacitățile de detectare ale magnetometrului.
Cu toate acestea, trecerea la supraconductibilitate are şi un efect asupra câmpului magnetic extern.
Aceasta nu este o detecție directă, dar echipa a fost capabilă să observe acest efect.
Nu este efectul Meissner, dar arată promițător.
Şi puteți paria că fizicienii cu capacitatea de a realiza acest lucru, vor face pe dracul în patru, pentru a verifica şi a încerca a reproduce rezultatul echipei.
Lucrarea a a fost publicată în Nature şi este disponibilă pentru pre-examinare pe arXiv.
Lasă un răspuns