Свръхпроводникът позволява на електроенергията да преминава през него без загуби. Сега учените са открили свръхпроводящ материал, който работи при рекордно висока температура, придвижвайки се стъпка по-близо до целта за постигане на това при стайна температура.

Проба от лантанов хидрид е преминала два от трите теста за свръхпроводимост при -23° С. За първи път е наблюдавано това явление при температури, които се срещат често на Земята в природата. Обаче необходимото огромно налягане означава, че явлението е все още лабораторен феномен.

Постижението е плод на усилията на физиците от Института по химия Макс Планк (Германия), под ръководството на Александър Дроздов и Михаил Еремец (Alexander Drozdov and Mikhail Eremets) и е публикувано в Nature.

За да различат свръхпроводимостта от обикновеното много ниско съпротивление, учените измерват загубата на ток с времето в затворен контур. Те също така търсят спад в температурата, където съпротивлението изглежда изчезва, когато се приложи магнитно поле, и една отличителна черта на свръхпроводимостта, наречена ефект на Майснер, при която магнитните полета се неутрализират вътре в свръхпроводящия материал. 

^{Съставът на LaH10 се състои от 10 водородни атома (в розово) за всеки лантанов атом (зелено). Предполага се, че този богат на водород материал проявява свръхпроводимост, доказателствата за което вече са открити.}

Екипът изследва клас материали, наречен свръхпроводящи хидриди, които теоретично трябва да бъдат свръхпроводящи при по-високи температури. За да създадат тези материали, изследователите използват малко устройство, наречено диамантена клетка, която се състои от два малки диаманта, които компресират материалите до изключително високо налягане. 

Те поставят една малка проба от метала лантан в дупка, пробита в тънко метално фолио, пълно с течен водород. Устройството притиска пробата с налягане между 150 и 170 гигапаскала, което е над 1,5 милиона пъти налягането на морското равнище и половината от това в центъра на Земята, . След това учените използват рентгенови лъчи, за да проверят структурата му. При това високо налягане лантанът и водородът се събират, за да образуват лантанов хидрид. 

Изследователите откриват, че при -23° С, лантановият хидрид демонстрира две от трите свойства на свръхпроводимостта. Регистрирано е нулево съпротивление или твърде ниско, за да бъде измерено и се наблюдава очаквания температурен спад при прилагане на магнитно поле. Но не е изпълнен третият критерий, ефектът на Майснер, защото пробата е твърде малка, според съобщението в същия брой на списанието Nature.

^{Схема на експерименталната установка, която разчита на прилагане на огромно налягане върху малка проба. Drozdov et al /Nature
За съжаление, заради размера на пробата от само 0,01 милиметра, е невъзможно да се открие дали магнитните полета се неутрализират вътре в свръхпроводящия материал.}

Идеята, че при достатъчно налягане, елементите с ниска атомна маса биха станали свръхпроводящи при почти естествени температури, бе предсказана през 2004 година. Като най-лек елемент, водородът и богатите на него съединения, е очевидна цел за проучване. Когато Дроздов заменя обикновения водород с изотопа деутерий, който има допълнителен неутрон, се изискват по-ниски температури за нулево съпротивление, точно както се очакваше.

Когато явлението свръхпроводимост бе открито през 1911 г., то очарова физиците, но практическите приложения са ограничени от факта, че се случва само при температури близки до абсолютната нула. Такова изстудяване изисква много от скъпия течен хелий.

След десетилетия на бавно увеличаване на най-високата температура, при която се наблюдава свръхпроводимостта, през 1986 г. бе обявено драматично увеличение, което позволи охлаждането с много по-евтиния течен азот.

Мечтата е да не се изисква никакво охлаждане, а електричеството да може да пренася с нулеви загуби по цялата планета. За да стане това обаче, ще трябва да се постигне не само при стайна температура, но и при по-нормално налягане, цел. която все още изглежда далечна.

Справка:

Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures, A. P. Drozdov et al /Nature

Източник:

Did Scientists Just Break the Record for Highest-Temperature Superconductor? Maybe., Live Science

Superconductivity Highest Temperature Record May Have Just Been Smashed By Almost 50ºC, IFLScience

Още по темата

25/04/2019

Физика

Свръхфлуидно твърдо тяло. Получени са доказателства за това най-ново екзотично състояние на материята

22/04/2019

Физика

Термодинамична магия позволява охлаждане без консумация на енергия

18/01/2019

Физика

Достигната е свръхпроводимост при почти стайна температура - минус 13° C

14/12/2018

Физика

Рекорд: Ток без загуби при температури от минус 23 градуса по Целзий