Nou record în supraconductibilitate
Oamenii de știință din Germania au atins o nouă piatră de hotar în supraconductibilitate, obținând un curent electric fără rezistență electrică la cea mai înaltă temperatură de până în prezent: doar 250 Kelvin sau -23 grade Celsius.
Cercetarea a fost condusă de Mikhail Eremets, fizician în cadrul Max Planck Institute for Chemistry, care a stabilit, în anul 2014, recordul anterior pentru supraconductibilitatea la temperaturi înalte: 203 Kelvin sau -70 grade Celsius.
Supraconductibilitatea, care a fost descoperită pentru prima dată în anul 1911, este un fenomen neobișnuit. De obicei, curentul electric întâmpină o anumită rezistență electrică, la fel cum un obiect aflat în mișcare întâmpină o rezistență la înaintare din partea aerului.
Cu cât conductibilitatea unui material este mai mare, cu atât rezistența sa electrică este mai mică, iar curentul electric poate trece mai ușor.
Cu toate acestea, în unele materiale, la temperaturi scăzute, se întâmplă ceva ciudat. Rezistența electrică scade la zero, iar curentul electric trece fără rezistentă.
Atunci când acest fenomen este însoțit și de efectul Meissner, care constă în expulzarea câmpurilor magnetice ale materialului atunci când temperatura acestuia scade sub o valoare critică, se obține supraconductibilitatea.
Levitația magnetică în supraconductibilitate. Credit: US Dept. of Energy/Flickr)
Așa-numita supraconductibilitate la temperatura camerei, peste 0 grade Celsius, reprezintă o provocare pentru oamenii de știință. Aceasta ar putea revoluționa eficiența electrică, îmbunătățind randamentul rețelelor de energie electrică, viteza de transfer a datelor și motoarele electrice, pentru a numi doar câteva aplicații potențiale.
Eremets și echipa sa de cercetători au obținut recordul anterior de supraconductibilitate la temperaturi înalte folosind hidrogen sulfurat supus unei presiuni de 150 GPa (gigapascal). Pentru referință, presiunea în nucleul Pământului este estimată între 330 GPa și 360 GPa.
Oamenii de știință care au studiat supraconductibilitatea hidrogenului sulfurat cred că acest rezultat a fost posibil deoarece hidrogenul sulfurat este ușor și frecvența vibrațiilor este mare, ceea ce înseamnă temperaturi mai ridicate.
În noua cercetare, oamenii de știință au folosit un material diferit, denumit hidrură de lantan, supus unei presiuni de aproximativ 170 GPa.
La începutul acestui an, cercetătorii au anunțat că au obținut supraconductibilitatea folosind acest material la o temperatură de 215 Kelvin (-58,15 grade Celsius), iar acum, după doar câteva luni, au reușit să îmbunătățească acest rezultat.
Noua temperatură record la care s-a obținut supraconductibilitatea este aproape jumătate din temperatura medie pe timp de iarnă la Polul Nord.
„Această creștere cu aproximativ 50 Kelvin față de recordul precedent de 203 Kelvin indică posibilitatea reală de a atinge supraconductibilitatea la temperatura camerei în viitorul apropiat la presiuni mai mari și perspectiva supraconductibilității convenționale la presiunea atmosferică”, afirmă cercetătorii.
Conform MIT Technology Review, există trei teste principale prin care se verifică supraconductibilitatea, iar cercetătorii au confirmat doar două: scăderea rezistenței electrice sub pragul de temperatură critică și înlocuirea elementelor din material cu izotopi mai grei ca un efect al scăderii temperaturii în supraconductibilitate.
Al treilea test este reprezentat de efectul Meissner, care este un indiciu al supraconductibilității. Pe măsură ce temperatura scade sub valoarea critică și se produce supraconductibilitatea, câmpul magnetic al materialului este expulzat.
Cercetătorii nu au observat încă acest fenomen, deoarece capacitatea de detectare a magnetometrului este insuficientă pentru un eșantion atât de mic. Cu toate acestea, tranziția către supraconductibilitate are și un efect asupra câmpului magnetic extern, ceea ce cercetătorii au observat.
Chiar dacă nu se poate confirma deocamdată efectul Meissner, rezultatul arată promițător.
Cel mai probabil, alte echipe de cercetători vor verifica aceste teste și vor încerca să reproducă rezultatele obținute de fizicienii din cadrul Max Planck Institute for Chemistry.
Sursa: Science Alert