뉴욕의 물리학 자 팀은 오랜 과학 이정표 인 실온에서 완벽한 효율성으로 전기를 수행하는 재료를 발견했습니다. 수소, 탄소 및 황 화합물은 화씨 59도까지 초전도체로 작동한다고 팀은 오늘 자연 에서보고했습니다. . 작년에 이전의 고온 초전도성 기록보다 50도 이상 더 뜨겁습니다.
스페인 바스크 (Basque Country of the Spain Country)의 응축 된 물질 이론가 인 Ion Errea는“이번이 처음으로 실물 온도 초전도가 발견되었다고 주장 할 수있는 것은 이번이 처음이다.
캠브리지 대학교의 재료 과학자 인 크리스 피카드 (Chris Pickard)는“이것은 분명히 랜드 마크입니다. "이것은 쌀쌀한 방, 아마도 영국 빅토리아 코티지 일 것입니다."그는 59도 온도에 대해 말했습니다.
그러나 연구자들은 성과를 축하하는 동안 로체스터 대학교의 Ranga Dias가 이끄는 팀이 만든 새로운 화합물은 절대 무한 전력선, 마찰이없는 고속 열차 또는 초정연 조건에 따라 연약한 양자 효과가 유지 될 수있는 경우 유비쿼터스가 될 수있는 혁신적인 기술로 결코 찾을 수 없을 것이라고 강조합니다. 그것은 지구의 핵심에서 발견 된 것보다 약 75%의 압력을 가해 다이아몬드 사이를 으깨면서 실온에서의 물질 초 전도체가
때문입니다.피카드는“사람들은 실내 온도 초전도성에 대해 영원히 이야기했다. "그들은 우리가 그렇게했을 때 우리가 그렇게 높은 압력으로 그것을 할 것이라는 점을 인식하지 못했을 것입니다."
.재료 과학자들은 이제 정상적인 온도뿐만 아니라 일상적인 압력에 따라 작동하는 초전도기를 발견 해야하는 도전에 직면 해 있습니다. 새로운 화합물의 특정 특징은 언젠가 원자의 올바른 혼합을 찾을 수 있기를 희망합니다.
전기 저항은 자유롭게 흐르는 전자가 금속을 구성하는 원자에 부딪 칠 때 정상적인 와이어에서 발생합니다. 그러나 연구자들은 1911 년에 저온에서 전자가 금속의 원자 격자에서 진동을 유도 할 수 있으며, 이러한 진동은 전자를 쿠퍼 쌍으로 알려진 커플로 함께 끌어 올릴 수 있음을 발견했습니다. 다른 양자 규칙은이 커플들을 통제합니다.이 커플은 금속의 격자를 통과하는 일관된 떼에서 함께 흐르면서 저항력이 없습니다. 초전도 유체는 또한 자기장을 배출합니다. 이는 자기장이 초전도 레일 위에 마찰없이 부유 할 수있는 효과입니다.
그러나 초전도체의 온도가 상승함에 따라 입자는 무작위로 흔들리고 전자의 섬세한 춤을 깨뜨립니다.
연구원들은 쿠퍼가 일상적인 환경의 열을 견딜 수있을 정도로 탱고를 단단히 묶는 초전도체를 찾는 데 수십 년을 보냈습니다. 1968 년 Cornell University의 고체 물리학자인 Neil Ashcroft는 수소 원자의 격자가 트릭을 수행 할 것이라고 제안했습니다. 수소의 소형 크기는 전자가 격자의 노드에 가까워 질 수있게하여 진동과의 상호 작용을 강화시킵니다. 수소의 가벼움은 또한 잔물결을 안내하는 사람들이 더 빨리 진동하여 쿠퍼 쌍에 결합하는 접착제를 더욱 강화시킬 수 있습니다.
수소를 금속 격자에 스쿼시하려면 실용적으로 높은 압력이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 Ashcroft의 연구는 수소와 두 번째 요소의 혼합물 인 일부“수소”가 더 접근 가능한 압력으로 금속 수소의 초전도성을 전달할 수 있다는 희망을 제기했습니다.
슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션이 이론가들이 다양한 히드 라이드의 특성을 예측할 수 있었을 때, 2000 년대에 진전이 시작되었고, 소형 다이아몬드 모루의 광범위한 사용으로 실험가가 가장 유망한 후보자를 압박 할 수있게 해주었습니다.
.갑자기, hydrides는 기록을 설정하기 시작했습니다. 독일의 한 팀은 2015 년에 썩은 계란에서 발견되는 매운 화합물 인 금속 형태의 황화수소가 대기의 압력의 150 만 배 미만인 화씨의 초전도의 금속 형태가 화씨의 초전도를 보여 주었다. 4 년 후, 같은 실험실은 란타늄 수 소화물을 사용하여 8도에서 같은 화합물에서 초전도성에 대한 증거를 발견하더라도 180 만 대기에서 -10도에 도달했습니다.
로체스터에있는 Dias의 실험실은 이제 그 기록을 산산조각 냈습니다. 직관과 거친 계산에 따라이 팀은 수소의 골디 락 비율을 검색하는 다양한 수소 화합물을 테스트했습니다. 수소를 너무 적게 첨가하면 화합물이 금속 수소처럼 강력하게 초전도하지 않습니다. 너무 많이 첨가하면 샘플이 금속 수소와 비슷하게 작용하여 다이아몬드 모루를 깨뜨리는 압력에서만 금속화됩니다. 연구 과정에서 팀은 수십 달러의 3,000 달러의 다이아몬드 쌍을 파열시켰다. Dias는“이것은 우리의 연구에서 가장 큰 문제, 다이아몬드 예산입니다.
우승 레시피는 2015 년 공식의 리프 인 것으로 판명되었습니다. 연구원들은 황화수소로 시작하여 메탄 (탄소와 수소의 화합물)을 첨가하고 레이저로 칵테일을 구워 냈습니다.
DIAS의 공동 작업자이자 라스 베이거스 네바다 대학교 (University of Nevada)의 응축 물리학자인 Ashkan Salamat는“우리는이 쿠퍼 쌍을 매우 높은 온도로 유지하는 데 필요한 올바른 중요한 양의 수소를 소개 할 수있었습니다.
그러나 그들이 요리 한 수소 탄소-황 물약의 미세한 세부 사항은 그들을 피했습니다. 수소는 전통적인 격자 구조의 전통적인 프로브에 나타날 수 없기 때문에 그룹은 원자가 어떻게 배열되는지 또는 물질의 정확한 화학적 공식을 알지 못합니다.
버팔로 대학교의 전산 화학자 인 에바 Zurek는 Dias의 실험실과 느슨하게 제휴 한 이론가 그룹에 속합니다. 올해 초 그들은 다이아몬드 모루 사이에 형성 될 수있는 하나의 금속이 초전도를 가져야하는 조건을 예측했으며, 다른 행동을 발견했습니다. 그녀는 높은 압력이 대신에 Dias의 물질을 대신 초전도가 특히 강력한 알 수없는 형태로 변형했다고 의심합니다.
Dias의 그룹이 자신의 손에 든 내용을 정확히 알아낼 수 있으면 (세부 사항과 Salamat가 곧 출시 될 예정) 이론가들은 레시피를 추가로 수정하기 위해이 수소 탄소-설퍼 혼합물을 제공하는 기능을 탐색하는 모델을 구축 할 것입니다.
.물리학 자들은 대부분의 2 요소 수소 하이브리드가 막 다른 골목임을 입증했지만, 새로운 3 요소 블렌드는 복잡한 키메라 재료의 세계로 잠재적으로 중요한 발전을 나타냅니다. 관련된 요소 중 하나는 일부 사람들에게 특히 유망한 것 같습니다.
"이 작업에 대해 좋아하는 점 :그들은 시스템에 탄소를 가져다줍니다."2015 년과 2019 년의 수경 기록을 세운 독일의 Max Planck 화학 연구소의 실험가 인 Mikhail Eremets는 말했습니다.
.그는 수소의 가벼움이 전자를 쿠퍼 쌍으로 조종하는 진동을 강화하는 유일한 방법은 아니라고 설명했다. 격자에서 인근 원자들 사이의 더 강한 연관성도 도움이되며“탄소는 매우 강한 공유 결합을 가지고있다”고 그는 말했다. 탄소 프레임이있는 재료는 인간이 편안하게 찾는 저압에서 전체 어셈블리가 쏟아지는 것을 방지하는 추가 이점을 가져올 수 있습니다.
Zurek는 동의합니다. "방압은 매우 도전적이라고 생각했다"고 그녀는 말했다. "하지만 탄소 화합물을 믹스에 가져올 수 있다면 앞으로 나아갈 길을 제시한다고 생각합니다."
.이 기사는 Wired.com에서 재 인쇄되었습니다.
