قليل من الاكتشافات العلمية ستحدث ثورة في التكنولوجيا بقدر ما تحدث مادة تحقق الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة ، تحت ضغوط معتدلة نسبيًا.
فريق من الفيزيائيين بقيادة رانجا دياس ، عالم فيزياء من جامعة روتشستر في نيويورك يدعي الآن أنهم ربما قاموا بتكسيره ، مما يدل على أ يمكن لمعدن أرضي نادر يسمى اللوتيتيوم مع الهيدروجين والنيتروجين توصيل الكهرباء دون مقاومة عند 21 درجة مئوية (70 درجة فهرنهايت) وحوالي 10000 ضغط جوي فقط ، تقارير الفريق.
قد يبدو هذا وكأنه لا يزال يمثل ضغطًا مرتفعًا بشكل غير عادي ، ولكن لاحظ الباحثون أنه يتم استخدام ضغوط أعلى حاليًا في العمليات الهندسية مثل تصنيع الرقائق اليوم ، لذا فهو شيء يمكن تحقيقه خارج المختبر المتخصص.
إذا أكد باحثون آخرون ذلك ، فسيكون هذا إنجازًا كبيرًا في إنشاء أجهزة لا تهدر الطاقة على الحرارة عند إنتاج تيار.
من الناحية المثالية ، يمكن استخدام هذا يومًا ما لإنشاء أجهزة كمبيوتر أكثر كفاءة ؛ قطارات مغناطيسية أسرع بدون احتكاك ؛ تقنية متفوقة للأشعة السينية ؛ وحتى مفاعلات الاندماج النووي الأكثر قوة.
“مع هذه المواد ، وصل فجر الموصلية الفائقة المحيطة والتقنيات التطبيقية ،” قال الفريق في بيان صحفي.
أطلق الباحثون على المادة اسم “المادة الحمراء” نظرًا لتغير المادة بشكل كبير من اللون الأزرق إلى اللون الوردي حيث تصبح فائقة التوصيل ، ثم إلى اللون الأحمر لاحقًا حيث تصبح معدنًا غير فائق التوصيل.
https://www.youtube.com/watch؟v=O1aon_Ufq-0 إطار الحدود = “0 ″ allow =” مقياس التسارع ؛ تشغيل تلقائي؛ الكتابة الحافظة. الوسائط المشفرة جيروسكوب؛ صور في صور؛ مشاركة الويب “allowfullscreen>
قبل أن تشعر بالحماس الشديد ، ضع في اعتبارك أنه في الوقت الحالي ، هذا مجرد فريق واحد من الباحثين يشاركون ملاحظاتهم الخاصة. تم نشر البيانات في المجلة المرموقة طبيعة، ومن المؤكد أنها ستثير الكثير من النقاش. يوجد بالفعل الكثير من الشكوك الصحية في عالم الفيزياء.
أحد الشواغل الرئيسية هو أن هذه المجموعة نفسها من الباحثين نشرت ادعاءات بحدوث اختراق مماثل في الموصلات الفائقة في درجة حرارة الغرفة ، في عام 2020. وكان هذا الادعاء لاحقًا تراجع من قبل طبيعة بسبب مشاكل في التكاثر والأسئلة حول البيانات.
تعتبر الموصلية الفائقة مشكلة كبيرة لأنه ، عادةً ، عندما تتدفق الكهرباء عبر الأسلاك – على سبيل المثال ، الانتقال من محطة توليد الطاقة إلى منزلك ، أو من خلال الدوائر الداخلية لهاتفك الذكي – فإنها تقابل بالاحتكاك. ينتج عن هذه المقاومة فقدان الطاقة على شكل حرارة.
مرة أخرى في عام 1911، حدد الباحثون أن هناك بعض المواد التي فقدت هذه المقاومة تحت البرودة الشديدة والضغط العالي.
في هذه الظروف القاسية ، تتقوى السلوكيات الكمومية للإلكترونات داخل الموصلات الفائقة للسماح لها بتكوين ما يعرف باسم أزواج كوبر، مما يسمح لهم بالتنقل عبر المواد بكفاءة مثالية.
من السهل نسبيًا اكتشاف الموصلية الفائقة لأنها تؤدي أيضًا إلى طرد المواد مجالات التدفق المغناطيسي.
لكن جعل المواد فائقة التوصيل في درجات الحرارة ومستويات الضغط الفعالة والعملية يمثل تحديًا كبيرًا ، وهو أمر قضى علماء الفيزياء عقودًا في العمل عليه.
يزعم فريق جامعة روتشستر أنهم تمكنوا الآن من الاقتراب من هذا باستخدام مادة ريدماتر.
لإنشاء المادة ، طور الباحثون خليطًا غازيًا يتكون من 99 بالمائة هيدروجين و 1 بالمائة نيتروجين. غادر في غرفة مع اللوتيتيوم لبضعة أيام في 200 درجة مئوية، تفاعلت المكونات لتشكيل مركب أزرق مذهل.
ثم وضع الفريق المادة داخل سندان ماسي يستخدم في وضع المواد تحت ضغط شديد.
مع زيادة الضغط ، خضعت المادة لـ “تحول بصري ملحوظ“، الانتقال من اللون الأزرق إلى اللون الوردي حيث أصبحت فائقة التوصيل – وهو أمر أكده الفريق بقياس كل من المجالات المغناطيسية حول المادة وموصليةها الكهربائية.
مع استمرار الضغط في بناء المادة ، تحولت إلى اللون الأحمر الساطع ، مروراً بمرحلتها فائقة التوصيل إلى حالة معدنية غير فائقة التوصيل.
أظهر Reddmatter الموصلية الفائقة عند حوالي 21 درجة مئوية (70 فهرنهايت) ، عند ضغطه إلى ضغط 145 ألف جنيه للبوصة المربعة.
هذا لا يزال تقريبًا 10000 ضعف ضغط الغلاف الجوي للأرض، لذلك لا يزال يتطلب الأنواع الصحيحة من الهياكل والمعدات للاستفادة العملية منها. من غير المحتمل أن تمنح هاتفك قوى خارقة في أي وقت قريب.
لكنه ضغط أقل بكثير من المرشحين الآخرين للموصلات الفائقة في درجة حرارة الغرفة ، والتي تتطلب ملايين المرات من الضغط الجوي.
https://www.youtube.com/watch؟v=ryJxMYX7YEU إطار الحدود = “0 ″ allow =” مقياس التسارع ؛ تشغيل تلقائي؛ الكتابة الحافظة. الوسائط المشفرة جيروسكوب؛ صور في صور؛ مشاركة الويب “allowfullscreen>
واحدة من القضايا الكبيرة الآن هي أن الباحثين ليسوا كذلك تماما تأكد من التركيب الدقيق للمادة الحمراء. هذا يجعل من الصعب فهم كيف تصبح فائقة التوصيل.
هناك دلائل تشير إلى أنه قد يتم تحقيق الموصلية الفائقة من خلال آلية مختلفة عن الموصلات الفائقة الأخرى ، الفيزيائيان ChangQing Jin و David Ceperley ، الذين لم يشاركوا في البحث ، ملاحظة في المصاحب طبيعة مقالة جديدة وطرق عرض.
“[The] يشير النموذج الهيكلي … إلى وجود القليل نسبيًا من الهيدروجين في عينات المؤلفين مقارنةً بالمركبات فائقة التوصيل المماثلة ، ” يكتبون.
“ستكون هناك حاجة لمزيد من البحث لتأكيد ذلك [the] المادة عبارة عن موصل فائق عالي الحرارة ، ومن ثم فهم ما إذا كانت هذه الحالة مدفوعة بالاهتزازات الناجمة عن أزواج Cooper – أو بواسطة آلية غير تقليدية لم يتم الكشف عنها بعد. “
دياس يعترف لا يزال هناك الكثير مما يجب فهمه حول كيفية تحقيق المادة الحمراء للموصلية الفائقة. لكنه لا يزال متفائلاً ، تعتبر مادة reddmatter خطوة أولى مهمة ، حتى لو لم تكن أفضل موصل فائق هناك.
“في الحياة اليومية ، لدينا العديد من المعادن المختلفة التي نستخدمها في تطبيقات مختلفة ، لذلك سنحتاج أيضًا إلى أنواع مختلفة من المواد فائقة التوصيل ،” قال دياس.
“أصبح الطريق إلى الإلكترونيات الاستهلاكية فائقة التوصيل وخطوط نقل الطاقة والنقل والتحسينات المهمة للحصر المغناطيسي للاندماج أمرًا واقعيًا الآن” أضاف.
“نعتقد أننا الآن في عصر التوصيل الفائق الحديث.”
تم نشر البحث في طبيعة.
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