قليل من المواد لديها موهبة خارقة في حمل تيار دون أي مقاومة تقريبًا فيما يعرف بالموصلية الفائقة. أصغر حفنة منها يمكن العثور عليها في الطبيعة.
اكتشف العلماء أن إحدى المواد ذات الصيغة الموجودة في الطبيعة قادرة على التوصيل الفائق عند درجات حرارة منخفضة دون استخدام الخداع الكمي النموذجي، مما يجعلها الأولى من نوعها موصل فائق غير تقليدي من نوعه.
الموصلات الفائقة رائعة ومفيدة للغاية أيضًا، لأنها توصل الكهرباء دون فقدان الطاقة. ويرجع ذلك عادةً إلى مشاركة إلكتروناتهم في الهوية فيما يُعرف باسم أزواج كوبرمما يسمح لها بالمرور عبر خليط من الذرات بسهولة نسبية.
ترتبط أزواج كوبر في الموصلات الفائقة غير التقليدية بطرق لم يتم وصفها في النماذج المبكرة للموصلية الفائقة، وهي طرق تعني أيضًا أنها تظهر عند درجات حرارة أعلى.
ومن خلال سلسلة من الاختبارات المعملية التفصيلية، وجد فريق دولي من الباحثين أن معدن المياسيت – ومن المعروف بالفعل أنه موصل فائق – يمكن أن تظهر خصائص الموصل الفائق غير التقليدي.
يحدث هذا المياسايت في الطبيعة، فضلاً عن كونه شيئًا يمكن للعلماء تصنيعه في المختبر، فهو أكثر ندرة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه من غير المحتمل أن تتمتع أي قطعة من المياسايت الموجودة في الطبيعة بالنقاء المطلوب لتعمل كموصل فائق غير تقليدي.
“بشكل حدسي، تعتقد أن هذا شيء تم إنتاجه عمدًا أثناء بحث مركّز، ولا يمكن أن يكون موجودًا في الطبيعة”. يقول الفيزيائي رسلان بروزوروف من جامعة ولاية آيوا. “ولكن اتضح أن الأمر كذلك.”
تم استخدام ثلاثة اختبارات مختلفة لتحديد الموصلية الفائقة غير التقليدية للمياسيت، بما في ذلك عمق اختراق لندن اختبار يقيس تفاعل المادة مع مجال مغناطيسي ضعيف.
وتضمن اختبار آخر خلق عيوب في المادة، والتي يمكن أن تؤثر على درجة الحرارة التي تصبح عندها موصلًا فائقًا. تعد الموصلات الفائقة غير التقليدية أكثر حساسية للاضطراب الناجم عن هذه العيوب من المواد فائقة التوصيل التقليدية.
تم هذا الاكتشاف كجزء من الجهود المبذولة للعثور على مواد جديدة ومبتكرة لتطوير مجالات مثل علم الكم. أدى ذلك بالفريق إلى miassisite (Rh17س15)، والذي يجمع بين عنصر نقطة انصهار عالية (الروديوم) مع عنصر متطاير (الكبريت).
“خلافا لطبيعة العناصر النقية، فقد تم إتقان استخدام مخاليط هذه العناصر التي تسمح بنمو البلورات في درجة حرارة منخفضة مع الحد الأدنى من ضغط البخار.” يقول الفيزيائي بول كانفيلد من جامعة ولاية آيوا.
“إنه مثل العثور على حفرة صيد مخفية مليئة بالأسماك الكبيرة السميكة. اكتشفنا في نظام Rh-S ثلاثة موصلات فائقة جديدة.”
تُستخدم الموصلات الفائقة بالفعل على نطاق واسع في تقنيات مثل ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي ومسرعات الجسيمات الكبيرة، ولكن هناك الكثير من الإمكانات هنا. ونظرًا للطبيعة الفريدة للمياسيت، فقد يكون جزءًا كبيرًا من تلك الإمكانية – خاصة في شكله النقي والمركب.
قد تكون الموصلات الفائقة غير التقليدية معقدة، لكنها مثيرة أيضًا، لأنها تعد بفتح اكتشافات جديدة في الفيزياء واستخدامات جديدة لتكنولوجيا الموصلات الفائقة.
“إن الكشف عن الآليات الكامنة وراء الموصلية الفائقة غير التقليدية هو المفتاح للتطبيقات السليمة اقتصاديًا للموصلات الفائقة.” يقول بروزوروف.
وقد تم نشر البحث في مواد الاتصالات.
“متعطش للطعام. طالب. متحمس محترف للزومبي. مبشر شغوف بالإنترنت.”
More Stories
صاروخ فالكون 9 التابع لشركة سبيس إكس يتوقف قبل إطلاقه ملياردير في مهمة خاصة
بقرة بحرية ما قبل التاريخ أكلها تمساح وسمكة قرش، بحسب حفريات
إدارة الطيران الفيدرالية تطلب التحقيق في فشل هبوط صاروخ فالكون 9 التابع لشركة سبيس إكس