oamenii de stiinta au creat un material misterios care pare sa conduca electricitatea fara nici o rezistenta la temperaturi de pana la aproximativ 15 centimetrii C. Acesta este un nou record pentru superconductivitate, un fenomen asociat de obicei cu temperaturi foarte reci. Materialul în sine este slab înțeles, dar arată potențialul unei clase de supraconductori descoperiți în 2015.superconductorul are însă o limitare serioasă: supraviețuiește doar sub presiuni extrem de mari, apropiindu-se de cele din centrul Pământului, ceea ce înseamnă că nu va avea aplicații practice imediate. Totuși, fizicienii speră că ar putea deschide calea pentru dezvoltarea materialelor cu rezistență zero care pot funcționa la presiuni mai mici.

supraconductorii au o serie de aplicații tehnologice, de la mașini de imagistică prin rezonanță magnetică la turnuri de telefonie mobilă, iar cercetătorii încep să experimenteze cu ei în generatoare de înaltă performanță pentru turbine eoliene. Dar utilitatea lor este încă limitată de nevoia de criogenică voluminoasă. Supraconductorii obișnuiți funcționează la presiuni atmosferice, dar numai dacă sunt păstrați foarte reci. Chiar și cele mai sofisticate — materiale ceramice pe bază de oxid de cupru-funcționează doar sub 133 kelvin (-140 CTC). Supraconductorii care funcționează la temperatura camerei ar putea avea un impact tehnologic mare, de exemplu în electronica care funcționează mai repede fără supraîncălzire.

cel mai recent studiu, publicat1 în Nature la 14 octombrie, pare să ofere dovezi convingătoare ale conductivității la temperaturi ridicate, spune fizicianul Mikhail Eremets de la Institutul Max Planck pentru Chimie din Mainz, Germania-deși adaugă că ar dori să vadă mai multe „date brute” din experiment. El adaugă că justifică o linie de lucru pe care a început-o în 2015, când grupul său a raportat2 primul superconductor de înaltă presiune și temperatură ridicată-un compus de hidrogen și sulf care a avut rezistență zero până la -70 centimetric C.

în 2018, a fost prezentat un compus de înaltă presiune de hidrogen și lantan3 ca fiind superconductor la -13 două — materialul este fabricat din carbon, sulf și hidrogen. Adăugarea unui al treilea element lărgește foarte mult combinațiile care pot fi incluse în experimentele viitoare în căutarea de noi superconductori, spune co-autorul studiului Ashkan Salamat, fizician la Universitatea din Nevada, Las Vegas. „Am deschis o regiune cu totul nouă” de explorare, spune el.

materialele care se supraconduc la presiuni ridicate, dar nu extreme, ar putea fi deja folosite, spune Maddury Somayazulu, om de știință în materie de materiale de înaltă presiune la Laboratorul Național Argonne din Lemont, Illinois. Studiul arată că, prin „alegerea judicioasă a celui de-al treilea și al patrulea element” într-un superconductor, spune el, ați putea, în principiu, să reduceți presiunea operațională.

lucrarea validează, de asemenea, predicțiile vechi de zeci de ani ale fizicianului Teoretic Neil Ashcroft de la Universitatea Cornell din Ithaca, New York, că materialele bogate în hidrogen ar putea superconduce la temperaturi mult mai mari decât se credea posibil. „Cred că au fost foarte puțini oameni în afara comunității de înaltă presiune care l-au luat în serios”, spune Somayazulu.

Material misterios

fizicianul Ranga Dias de la Universitatea Rochester din New York, împreună cu Salamat și alți colaboratori, au plasat un amestec de carbon, hidrogen și sulf într-o nișă microscopică pe care au sculptat-o între vârfurile a două diamante. Apoi au declanșat reacții chimice în probă cu lumină laser și au privit cum s-a format un cristal. Pe măsură ce au scăzut temperatura experimentală, rezistența la un curent trecut prin material a scăzut la zero, indicând faptul că proba a devenit superconductoare. Apoi au crescut presiunea și au constatat că această tranziție a avut loc la temperaturi mai ridicate și mai ridicate. Cel mai bun rezultat al acestora a fost o temperatură de tranziție de 287,7 kelvin la 267 gigapascali — de 2,6 milioane de ori presiunea atmosferică la nivelul mării.

cercetătorii au găsit, de asemenea, unele dovezi că cristalul și-a expulzat câmpul magnetic la temperatura de tranziție, un test crucial al superconductivității. Dar multe despre material rămân necunoscute, avertizează cercetătorii. „Sunt multe lucruri de făcut”, spune Eremets. Chiar și structura exactă a cristalului și formula chimică nu sunt încă înțelese. „Pe măsură ce mergeți la presiuni mai mari, dimensiunea eșantionului devine mai mică”, spune Salamat. „Asta face ca aceste tipuri de măsurători să fie cu adevărat provocatoare.”

supraconductorii de înaltă presiune din hidrogen și un alt element sunt bine înțeleși. Și cercetătorii au făcut simulări pe computer ale amestecurilor de înaltă presiune de carbon, hidrogen și sulf, spune Eva Zurek, chimist computațional la Universitatea de stat din New York la Buffalo. Dar ea spune că aceste studii nu pot explica temperaturile supraconductoare excepțional de ridicate observate de grupul lui Dias. „Sunt sigur că, după publicarea acestui manuscris, multe grupuri teoretice și experimentale vor sări pe această problemă”, spune ea.