Des physiciens prétendent créer un supraconducteur dans des conditions proches de l’océan : ScienceAlert

Peu de découvertes scientifiques révolutionneront autant la technologie qu’un matériau qui atteint la supraconductivité à température ambiante, sous des pressions relativement douces.

Une équipe de physiciens Dirigé par Ranga Dias, un physicien de l’Université de Rochester à New York Il affirme maintenant qu’ils l’ont peut-être cassé, ce qui indique une Un métal de terre rare appelé lutétium avec de l’hydrogène et de l’azote peut conduire l’électricité sans résistance à seulement 21 degrés Celsius (70 degrés Fahrenheit) et environ 10 000 atmosphères, Rapports d’équipe.

Cela peut encore ressembler à une pression extraordinairement élevée, cependant Les chercheurs notent Que des pressions plus élevées sont actuellement utilisées dans les processus d’ingénierie tels que la fabrication de puces aujourd’hui, c’est donc quelque chose qui peut être réalisé en dehors d’un laboratoire spécialisé.

Si d’autres chercheurs le confirment, ce serait une percée majeure dans la création d’appareils qui ne gaspillent pas d’énergie en chaleur lors de la production d’un courant.

Idéalement, cela pourrait un jour être utilisé pour créer des ordinateurs plus efficaces ; trains maglev plus rapides et sans friction; technologie supérieure de rayon X ; et des réacteurs à fusion nucléaire encore plus puissants.

« Avec ces matériaux, l’aube de la supraconductivité ambiante et des technologies appliquées est arrivée », dit l’équipe Dans un communiqué de presse.

Les chercheurs ont nommé le matériau « matière rouge » parce que le matériau passe radicalement du bleu au rose lorsqu’il devient supraconducteur, puis au rouge lorsqu’il devient un métal non supraconducteur.

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Avant de vous exciter trop, gardez à l’esprit que pour l’instant, il ne s’agit que d’une équipe de chercheurs partageant leurs propres observations. Les données ont été publiées dans la prestigieuse revue natureIl est sûr de susciter beaucoup de discussions. Il y a déjà beaucoup de scepticisme sain dans le monde de la physique.

Une préoccupation majeure est que ce même groupe de chercheurs a publié des allégations d’une percée similaire dans les supraconducteurs à température ambiante, en 2020. Cette affirmation a été plus tard plonger avant nature En raison de problèmes de reproduction et de questions sur les données.

La supraconductivité est un si gros problème parce que, normalement, lorsque l’électricité circule à travers des fils – disons, allant d’une centrale électrique à votre maison, ou à travers les circuits internes de votre smartphone – elle rencontre des frictions. Cette résistance entraîne une perte d’énergie sous forme de chaleur.

Retour en 1911Les chercheurs ont déterminé qu’il existe des matériaux qui ont perdu cette résistance dans des conditions de froid extrême et de haute pression.

Dans ces conditions extrêmes, les comportements quantiques des électrons à l’intérieur des supraconducteurs se renforcent pour leur permettre de former ce qu’on appelle un supraconducteur. paires de tonnelierleur permettant de se déplacer dans le matériau avec une efficacité optimale.

La supraconductivité est relativement facile à détecter car elle repousse également les matériaux champs de flux magnétique.

Mais rendre les matériaux supraconducteurs à des températures et à des niveaux de pression efficaces et pratiques est un défi majeur, sur lequel les physiciens ont passé des décennies à travailler.

L’équipe de l’Université de Rochester affirme qu’elle s’en est maintenant rapprochée en utilisant la matière rouge.

Pour créer le matériau, les chercheurs ont développé un mélange gazeux de 99% d’hydrogène et 1% d’azote. Laissé dans une chambre avec du lutétium pendant quelques jours dans 200 degrés CelsiusLes composants ont réagi pour former un superbe composé bleu.

L’équipe a ensuite placé le matériau à l’intérieur d’une enclume en diamant, qui est utilisée pour placer le matériau sous une pression intense.

Avec une pression croissante, le matériau a été soumis à « Changement visuel notable‘, passant du bleu au rose en devenant supraconducteur – ce que l’équipe a confirmé en mesurant à la fois les champs magnétiques autour du matériau et sa conductivité électrique.

Au fur et à mesure que la pression continuait à s’accumuler, le matériau est devenu rouge vif, passant de sa phase supraconductrice à un état métallique non supraconducteur.

Reddmatter a montré une supraconductivité à environ 21 degrés Celsius (70 Fahrenheit), lorsqu’il est comprimé à une pression 145 mille livres par pouce carré.

c’est encore une approximation 10 000 fois la pression de l’atmosphère terrestre, il nécessite donc toujours les bons types de structures et d’équipements pour en faire une utilisation pratique. Vous ne donnerez probablement pas de super pouvoirs à votre téléphone de si tôt.

Mais c’est une pression bien inférieure à celle des autres candidats pour les supraconducteurs à température ambiante, qui nécessitent des millions de fois la pression atmosphérique.

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L’un des gros problèmes à l’heure actuelle est que les chercheurs ne sont pas complètement Assurez-vous de la composition exacte de la substance rouge. Cela rend difficile de comprendre comment ils deviennent supraconducteurs.

Selon les physiciens ChangQing Jin et David Ceperley, qui n’ont pas participé à la recherche, il y a des indications que la supraconductivité peut être obtenue par un mécanisme différent de celui des autres supraconducteurs. Remarque dans l’accompagnement nature Nouvel article et vues.

« [The] Le modèle structurel… indique qu’il y a relativement peu d’hydrogène dans les échantillons des auteurs par rapport à des composés supraconducteurs similaires », ils écrivent.

Des recherches supplémentaires seraient nécessaires pour confirmer cela [the] Le matériau est un supraconducteur à haute température, il reste donc à déterminer si cet état est entraîné par des vibrations causées par des paires de Cooper ou par un mécanisme non conventionnel. « 

Dias il admet Il reste encore beaucoup à comprendre sur la façon dont la matière rouge atteint la supraconductivité. Mais il reste optimiste, le reddmatter est une première étape importante, même s’il ne s’agit pas du meilleur supraconducteur qui soit.

« Dans la vie de tous les jours, nous avons de nombreux métaux différents que nous utilisons pour différentes applications, nous aurons donc également besoin de différents types de matériaux supraconducteurs. » Dia a dit.

« La voie vers l’électronique supraconductrice grand public, la transmission de puissance et les lignes de transmission, et des améliorations significatives du confinement magnétique de fusion est désormais une réalité. » il ajouta.

« Nous pensons que nous sommes maintenant dans l’ère de la supraconductivité moderne. »

Recherche publiée dans nature.