Po daugiau nei šimtmečio laukimo mokslininkai pranešė atradę pirmąjį kambario temperatūros superlaidininką. Junginys be pasipriešinimo praleidžia elektros srovę iki 15 °C, bet tik esant dideliam slėgiui. Šis atradimas skatina svajoti apie futuristines technologijas, galinčias pakeisti elektronikos ir transporto sritį.
Po daugiau nei šimtmečio laukimo mokslininkai pranešė atradę pirmąjį kambario temperatūros superlaidininką. Junginys be pasipriešinimo praleidžia elektros srovę iki 15 °C, bet tik esant dideliam slėgiui.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Šis atradimas skatina svajoti apie futuristines technologijas, galinčias pakeisti elektronikos ir transporto sritį. Superlaidininkai perduoda elektros energiją be pasipriešinimo, todėl srovė teka be jokių energijos nuostolių. Tačiau visi anksčiau atrasti superlaidininkai turi būti aušinami, daugelis iš jų – iki labai žemos temperatūros, todėl daugeliu atvejų jie yra nepraktiški.
Dabar mokslininkai rado pirmąjį superlaidininką, kuris veikia kambario temperatūroje – bent jau gana vėsioje patalpoje. Medžiaga superlaidi žemesnėje nei maždaug 15° Celsijaus temperatūroje, spalio 14 d. žurnale „Nature“ pranešė Rochesterio universiteto Niujorke fizikas Ranga Diasas ir jo kolegos.
Esminis veiksnys – didelis slėgis
Tačiau naujosios medžiagos superlaidumo supergalios pasireiškia tik esant itin dideliam slėgiui, o tai riboja jos praktinį naudingumą.
Diasas su kolegomis superlaidininką suformavo suspausdami anglį, vandenilį ir sierą tarp dviejų deimantų galų ir paveikdami medžiagą lazerio šviesa, kad sukeltų chemines reakcijas. Esant maždaug 2,6 mln. kartų didesniam slėgiui nei Žemės atmosferoje ir žemesnei nei 15 °C temperatūrai, elektrinė varža išnyko.
Vien to nepakako, kad Diasas būtų įtikintas. „Pirmą kartą nepatikėjau, – sako jis. Todėl komanda ištyrė papildomus medžiagos pavyzdžius ir ištyrė jos magnetines savybes.“
Medžiagos sudėtis neaiški
Yra žinoma, kad superlaidininkai ir magnetiniai laukai konfliktuoja – stiprūs magnetiniai laukai slopina superlaidumą. Žinoma, medžiagą patalpinus į magnetinį lauką, reikėjo žemesnės temperatūros, kad ji taptų superlaidi. Komanda taip pat pritaikė medžiagai svyruojantį magnetinį lauką ir parodė, kad medžiaga, tapusi superlaidininku, išstūmė tą magnetinį lauką iš savo vidaus – tai dar vienas superlaidumo požymis.
Mokslininkams nepavyko nustatyti tikslios medžiagos sudėties ar jos atomų išsidėstymo, todėl sunku paaiškinti, kaip ji gali būti superlaidi tokioje palyginti aukštoje temperatūroje. Ateityje bus siekiama išsamiau aprašyti šią medžiagą.
Kai 1911 m. buvo atrastas superlaidumas, jis buvo nustatytas tik esant temperatūrai, artimai absoliučiam nuliui (-273,15 °C). Tačiau nuo to laiko mokslininkai nuolat atranda medžiagų, kurios superlaidžios aukštesnėse temperatūrose. Pastaraisiais metais mokslininkai paspartino šią pažangą, sutelkdami dėmesį į daug vandenilio turinčias medžiagas esant dideliam slėgiui.
Temperatūra nebėra riba
Jei kambario temperatūros superlaidininką būtų galima naudoti esant atmosferos slėgiui, tai leistų sutaupyti daug energijos, kurią elektros tinklai praranda dėl pasipriešinimo. Be to, būtų galima patobulinti dabartines technologijas – nuo magnetinio rezonanso tomografų, kvantinių kompiuterių iki magnetu levituojančių traukinių. Diasas įsivaizduoja, kad žmonija galėtų tapti „superlaidininkų visuomene“.
Tačiau kol kas mokslininkai yra sukūrę tik nedidelius medžiagos gabalėlius esant dideliam slėgiui, todėl praktinis pritaikymas dar toli.
Vis dėlto temperatūra nebėra riba. Vietoj to, fizikai dabar turi naują tikslą: sukurti kambario temperatūros superlaidininką.
