tutkijat ovat luoneet mysteerimateriaalin, joka näyttää johtavan sähköä ilman vastusta jopa noin 15 °C: n lämpötilassa.se on uusi suprajohtavuuden ennätys, ilmiö, joka yleensä liittyy hyvin kylmiin lämpötiloihin. Itse materiaali tunnetaan huonosti, mutta se osoittaa vuonna 2015 löydetyn suprajohteiden luokan potentiaalin.

suprajohteella on kuitenkin yksi vakava rajoitus: se selviää vain erittäin korkeissa paineissa lähestyen maan keskipistettä, mikä tarkoittaa, ettei sillä ole välittömiä käytännön sovelluksia. Silti fyysikot toivovat, että se voisi tasoittaa tietä sellaisten nollavastusmateriaalien kehittämiselle, jotka voivat toimia pienemmissä paineissa.

Suprajohteilla on useita teknologisia sovelluksia magneettikuvauskoneista matkapuhelintorneihin, ja tutkijat alkavat kokeilla niitä tuulivoimaloiden tehokkaissa generaattoreissa. Mutta niiden hyödyllisyyttä rajoittaa edelleen tarve kookkaille kryogeniikoille. Tavalliset suprajohteet toimivat ilmanpaineissa, mutta vain jos ne pidetään hyvin kylminä. Kehittyneimmätkin-kuparioksidipohjaiset keraamiset materiaalit-toimivat vain alle 133 kelvinin (-140 °C) lämpötilassa. Huoneenlämmössä toimivilla suprajohteilla voisi olla iso tekninen vaikutus esimerkiksi elektroniikassa, joka kulkee nopeammin ilman ylikuumenemista.

uusin tutkimus, joka julkaistiin 1.Nature-lehdessä 14. lokakuuta, näyttää antavan vakuuttavaa näyttöä korkean lämpötilan johtavuudesta, sanoo fyysikko Mihail Eremets Max Planck — kemian instituutista Mainzista Saksasta-tosin hän lisää toivovansa kokeesta enemmän ”raakadataa”. Hän lisää, että se osoittaa oikeaksi sen työn, jonka hän aloitti vuonna 2015, jolloin hänen ryhmänsä raportoi2 ensimmäisestä korkeapaineisesta, korkean lämpötilan suprajohteesta-vedyn ja rikin yhdisteestä, jolla oli nollavastus jopa -70 °C: seen.

vuonna 2018 vedyn ja lantaanin korkeapaineyhdiste osoitettiin 3 suprajohtavaksi -13 °C: ssa. mutta viimeisin tulos osoittaa, että tällainen suprajohtavuus on nähty ensimmäistä kertaa yhdistelmässä, jossa on kolme alkuainetta kahden sijasta.-materiaali koostuu hiilestä, rikistä ja vedystä. Kolmannen alkuaineen lisääminen laajentaa suuresti yhdistelmiä, jotka voidaan sisällyttää tuleviin kokeisiin, joissa etsitään uusia suprajohteita, sanoo tutkimuksen toinen tekijä Ashkan Salamat, fyysikko Nevadan yliopistosta Las Vegasista. ”Olemme avanneet aivan uuden alueen” tutkimusmatkoille, hän sanoo.

materiaaleja, jotka suprahduvat korkeissa mutta eivät äärimmäisissä paineissa, voitaisiin jo käyttää, sanoo Maddury Somayazulu, Korkeapainemateriaalien tutkija Argonne National Laboratoryssa Lemontissa Illinoisissa. Hänen mukaansa tutkimus osoittaa, että valitsemalla ”harkiten kolmannen ja neljännen alkuaineen” suprajohteessa voisi periaatteessa alentaa sen toimintapainetta.

teos vahvistaa myös New Yorkin Ithacassa sijaitsevan Cornellin yliopiston teoreettisen fyysikon Neil Ashcroftin vuosikymmeniä vanhoja ennustuksia, joiden mukaan vetypitoiset materiaalit saattavat supraytua paljon korkeammissa lämpötiloissa kuin luultiin mahdolliseksi. ”Luulen, että oli hyvin vähän korkeapaineyhteisön ulkopuolisia ihmisiä, jotka ottivat hänet vakavasti”, Somayazulu sanoo.

Mysteeriaineisto

fyysikko Ranga Dias Rochesterin yliopistosta New Yorkista yhdessä Salamatin ja muiden yhteistyökumppaneiden kanssa sijoitti hiilen, vedyn ja rikin seoksen mikroskooppiseen lokeroon, jonka he olivat kaivertaneet kahden timantin kärkien väliin. Tämän jälkeen ne laukaisivat laservalolla kemiallisia reaktioita näytteessä ja katselivat, kun kristalli muodostui. Kun he laskivat kokeellista lämpötilaa, materiaalin läpi kulkevan virran vastus laski nollaan, mikä osoitti, että näytteestä oli tullut suprajohtava. Sitten he lisäsivät painetta ja huomasivat, että tämä siirtyminen tapahtui korkeammissa ja korkeammissa lämpötiloissa. Niiden paras tulos oli 287,7 kelvinin siirtymälämpötila 267 gigapascalilla — 2,6 miljoonaa kertaa ilmanpaine merenpinnan tasolla.

tutkijat löysivät myös joitakin todisteita siitä, että kide poisti magneettikenttänsä siirtymälämpötilassa, mikä oli ratkaiseva suprajohtavuuden testi. Paljon aineistosta jää kuitenkin tuntemattomaksi, tutkijat varoittavat. ”Tekemistä on paljon”, Eremets sanoo. Edes Kiteen tarkkaa rakennetta ja kemiallista kaavaa ei vielä tunneta. ”Kun mennään korkeampiin paineisiin, otoskoko pienenee”, Salamat sanoo. ”Se tekee tämäntyyppisistä mittauksista todella haastavia.”

vedystä ja yhdestä muusta alkuaineesta valmistetut korkeapaineiset suprajohteet tunnetaan hyvin. Ja tutkijat ovat tehneet tietokonesimulaatioita hiilen, vedyn ja rikin korkeapaineseoksista, kertoo laskennallinen kemisti Eva Zurek New Yorkin osavaltionyliopistosta Buffalosta. Hänen mukaansa tutkimukset eivät kuitenkaan voi selittää Diasin ryhmän näkemiä poikkeuksellisen korkeita suprajohtavia lämpötiloja. ”Olen varma, että tämän käsikirjoituksen julkaisun jälkeen monet teoreettiset ja kokeelliset ryhmät hyppäävät tähän ongelmaan”, hän sanoo.