_ Cercetarea hidrurii impinge frontierele practice , supraconductivitate accesibilă

Știința face un pas înainte în căutarea unor supraconductori care să nu necesite o presiune ultra-înaltă pentru a funcționa, datorită cercetării multinaționale conduse de Xiaojia Chen de la Universitatea din Houston.

„Obiectivul cercetătorilor în supraconductivitate a fost de multă vreme să ușureze sau chiar să elimine controalele critice necesare în prezent cu privire la temperatură și presiune”, a spus Chen, profesor de fizică MD Anderson la Colegiul de Științe Naturale și Matematică din UH ​​și cercetător principal la Centrul Texas pentru Superconductivitate de la UH.

Evoluția către eliminarea manevrării speciale actuale cerute acum de materialul supraconductiv – care este definit ca material care oferă o impedanță mică sau deloc de la rezistența electrică sau câmpurile magnetice – sugerează că potențialul de creștere radicală a eficienței pentru anumite procese din cercetare, asistență medicală, industrie și alte întreprinderi comerciale ar putea deveni realitate în curând.

Dar în prezent, condițiile necesare pentru o supraconductivitate de succes extind resursele multor potențiali utilizatori. , chiar și multe laboratoare de cercetare.

Chen explică că scăderea presiunii accesibile pentru supraconductivitate este un obiectiv important al studiilor actuale asupra hidrurilor. „Dar experimentele sunt încă provocate în furnizarea unui set de dovezi convingătoare”, a spus el.

„De exemplu, hidrurile de pământuri rare au fost raportate că prezintă supraconductivitate aproape de temperatura camerei. Acest lucru se bazează pe observații. a două caracteristici esențiale — starea de rezistență zero și efectul Meissner”, a spus Chen.

(Efectul Meissner, descoperit în 1933, recunoaște o scădere sau inversare a magnetismului pe măsură ce un material atinge supraconductivitate, oferind fizicienilor cu o metodă de măsurare a schimbării.)

„Cu toate acestea, aceste materiale supraconductoare din pământuri rare au funcționat la țintă doar la presiuni extrem de mari. Pentru a face progrese, trebuie să reducem presiunea de sinteză cât mai scăzută posibil, în mod ideal. la condițiile atmosferice”, a explicat Chen.

Echipa lui Chen și-a găsit progresul prin alegerea mediilor conductoare – aliaje de hidrură, care sunt substanțe metalice fabricate în laborator care includ molecule de hidrogen cu doi electroni. Mai exact, au lucrat cu hidruri de ytriu-ceriu (Y0.5Ce0.5H9) și hidruri de lantan-ceriu (La0.5Ce0.5H10).

S-a văzut că includerea ceriului (Ce) face o diferență esențială. .

„Aceste observații au fost sugerate datorită efectului de pre-compresie chimic îmbunătățit prin introducerea elementului Ce în aceste superhidride”, a explicat Chen.

Două articole de jurnal detaliază rezultatele echipei. constatări. Cel mai recent, în Nature Communications, se concentrează pe hidruri de ytriu-ceriu; celălalt, în Journal of Physics: Condensed Matter, se concentrează pe hidruri de lantan-ceriu.

Echipa a descoperit că acești supraconductori pot menține temperaturi de tranziție relativ ridicate. Cu alte cuvinte, hidrurile de lantan-ceriu și hidrurile de ytriu-ceriu sunt capabile de supraconductivitate în condiții mai puțin extreme (la presiune mai mică, dar menținând o temperatură de tranziție relativ mai ridicată) decât s-a realizat înainte.

„Acest lucru ne mișcă. înainte în evoluția noastră către un mediu supraconductiv funcțional și relativ disponibil”, a spus Chen. „Am supus descoperirile noastre la măsurători multiple ale transportului electric, difracției de raze X sincrotron, împrăștierii Raman și calculelor teoretice. Testele au confirmat că rezultatele noastre rămân consistente.”

„Această descoperire indică o rută. spre supraconductivitate la temperatură înaltă care poate fi accesibilă în multe setări actuale de laborator”, a explicat Chen. Cercetarea hidrurii mută frontiera cu mult dincolo de standardele recunoscute stabilite de oxizii de cupru (cunoscuți și sub denumirea de cuprați).

"Avem încă un drum de parcurs pentru a ajunge la condiții cu adevărat ambientale. Scopul rămâne să obținem supraconductivitate la temperatura camerei și la o presiune echivalentă cu atmosfera noastră familiară la nivelul solului. Așa că cercetările continuă", Chen. spus.

(Fluierul)