Suprajohdin antaa sähkön virtata sen läpi täydellisesti menettämättä mitään.
Nyt tutkijat ovat löytäneet suprajohtavan materiaalin, joka toimii mahdollisesti ennätysmääräisessä korkeassa lämpötilassa ja siirtyy askeleen lähemmäksi tavoitetta saavuttaa tällainen täydellisyys huoneenlämpötilassa.
Tee asioista tarpeeksi kylmiä ja elektronit vetoketjuvat metallien läpi aiheuttamatta mitään vastustusta, lämpenemistä tai hidastumista. Mutta tämä ilmiö, joka tunnetaan suprajohtavuutena, on toiminut historiallisesti vain erittäin kylmissä lämpötiloissa, jotka ovat vain vähän absoluuttisen nollan yläpuolella. Se on tehnyt niistä hyödytöntä sovelluksiin, kuten erittäin tehokas sähköjohdotus tai uskomattoman nopeat supertietokoneet. Useiden viime vuosikymmenien aikana tutkijat ovat luoneet uudempia suprajohtavia materiaaleja, jotka toimivat yhä korkeammissa lämpötiloissa.
Uudessa tutkimuksessa ryhmä tutkijoita meni vielä lähempänä tavoitettaan luomalla materiaalia, joka on suprajohtavaa miinus 9 astetta Fahrenheit (miinus 23 astetta Celsius) - yksi korkeimmista lämpötiloista, jota koskaan on havaittu.
Ryhmä tutki materiaaliluokkaa, jota kutsutaan suprajohtaviksi hydrideiksi, joiden teoreettisten laskelmien mukaan ennustetaan suprajohtavan korkeissa lämpötiloissa. Näiden materiaalien luomiseksi he käyttivät pientä laitetta, nimeltään timanttisillasolua, joka koostuu kahdesta pienestä timantista, jotka puristavat materiaalit erittäin suuriin paineisiin.
He sijoittivat pienen - pari mikronia pitkän - näytteen pehmeästä, vaaleasta metallista, nimeltään lantaanista, reikään, joka oli reikä ohuen metallikalvoon, joka oli täytetty nestemäisellä vedyllä. Asennus oli kytketty ohuisiin sähköjohtoihin. Laite puristi näytteen paineisiin, jotka olivat 150 - 170 gigapaskalia, mikä on yli 1,5 miljoonaa kertaa merenpinnan paine, lausuman mukaan. Sitten he käyttivät röntgensäteitä tutkiakseen sen rakennetta.
Tässä korkeassa paineessa lantaani ja vety yhdistyvät lantaanihydridiksi.
Tutkijat havaitsivat, että lämpötilassa miinus 9 F (miinus 23 ° C) lantaanihydridi osoittaa kahta kolmesta suprajohtavuuden ominaisuudesta. Materiaalilla ei ollut vastustuskykyä sähkölle ja sen lämpötila laski, kun magneettikenttä kohdistettiin. He eivät noudattaneet kolmatta kriteeriä, kykyä karkottaa magneettikentät jäähtyessään, koska näyte oli liian pieni, vastaavan Nature- lehden samassa numerossa olevan News and Views -teoksen mukaan.
"Tieteellisestä näkökulmasta nämä tulokset viittaavat siihen, että saatamme siirtyä siirtymiseen suprajohtajien löytämisestä empiiristen sääntöjen, intuition tai onnen avulla konkreettisten teoreettisten ennusteiden ohjaamana", Florida Hampurin yliopiston fysiikan apulaisprofessori James Hamlin, joka ei ollut osa tutkimusta, kirjoitti kommentissa.
Itse asiassa ryhmä ilmoitti samanlaisista havainnoista jo tammikuussa Physical Review Letters -lehdessä. Tutkijat havaitsivat, että lantaanihydridi voi olla suprajohtava vielä korkeammassa lämpötilassa, joka on 44 F (7 ° C), kunhan näyte otettiin korkeampaan paineeseen - noin 180-200 gigapaskalia.
Mutta tämä uusi ryhmä löysi jotain hyvin erilaista: Noissa korkeissa paineissa lämpötila, jossa materiaalilla on suprajohtavuus, laskee äkillisesti.
Syy havaintojen ristiriitaisuuteen on epäselvä. "Tällaisissa tapauksissa tarvitaan lisää kokeita, tietoja, riippumattomia tutkimuksia", vanhempi kirjailija Mikhail Eremets, saksalaisen Max Planckin kemian instituutin korkeapainekemian ja fysiikan tutkija, kertoi Live Science: lle. "Nyt voimme vain keskustella."
Ryhmä aikoo nyt yrittää vähentää painetta ja nostaa lämpötilaa, jota tarvitaan näiden suprajohtavien materiaalien luomiseen, lausunnon mukaan. Lisäksi tutkijat jatkavat uusien yhdisteiden etsimistä, jotka voisivat olla suprajohtavia korkeissa lämpötiloissa.
Ryhmä julkaisi havaintonsa eilen (22. toukokuuta) Nature-lehdessä.
