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Des scientifiques identifient le premier supraconducteur « non conventionnel » trouvé dans la nature : ScienceAlert

Des scientifiques identifient le premier supraconducteur « non conventionnel » trouvé dans la nature : ScienceAlert

Peu de matériaux ont le don étrange de transporter du courant avec presque aucune résistance dans ce que l’on appelle la supraconductivité. La plus petite poignée d’entre eux se trouve dans la nature.

Les scientifiques ont découvert qu'une substance dont la formule est présente dans la nature est capable de devenir supraconductrice à basse température sans recourir à la supercherie quantique typique, ce qui en fait la première du genre. Un supraconducteur non conventionnel De son espèce.

Les supraconducteurs sont formidables et très utiles également, car ils conduisent l’électricité sans perdre d’énergie. Cela est généralement dû au fait que leurs électrons partagent une identité dans ce que l'on appelle Paires de tonneliersCela lui permet de traverser un mélange d’atomes avec une relative facilité.

Les paires de Cooper dans les supraconducteurs non conventionnels sont connectées d'une manière qui n'a pas été décrite dans les premiers modèles de supraconductivité, ce qui signifie également qu'elles apparaissent à des températures plus élevées.

Grâce à une série de tests détaillés en laboratoire, une équipe internationale de chercheurs a découvert que le minéral miasite – On sait déjà qu'il s'agit d'un supraconducteur – Il peut présenter des propriétés supraconductrices non conventionnelles.

Le cristal de miasite a été fabriqué en laboratoire. (Paul Canfield)

Cette miasite est présente dans la nature et, en plus d’être quelque chose que les scientifiques peuvent fabriquer en laboratoire, elle est encore plus rare. Cependant, il convient de noter qu’il est peu probable que tout morceau de miyasite trouvé dans la nature ait la pureté requise pour agir comme un supraconducteur non conventionnel.

« Intuitivement, vous pensez que c'est quelque chose qui a été produit intentionnellement au cours d'une recherche ciblée, et qui ne pourrait pas exister dans la nature. » Il dit Le physicien Ruslan Prozorov de l'Université d'État de l'Iowa. « Mais cela s'est avéré être le cas. »

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Trois tests différents ont été utilisés pour déterminer la supraconductivité non conventionnelle de la mayasite, notamment : Profondeur de pénétration à Londres Un test qui mesure l'interaction d'une substance avec un faible champ magnétique.

Un autre test consistait à créer des défauts dans le matériau, ce qui pourrait affecter la température à laquelle il devient supraconducteur. Les supraconducteurs non conventionnels sont plus sensibles aux désordres provoqués par ces défauts que les matériaux supraconducteurs conventionnels.

Cette découverte a été réalisée dans le cadre des efforts visant à trouver des matériaux nouveaux et innovants pour faire progresser des domaines tels que la science quantique. Cela a conduit l'équipe à miassite (Rh17s15), qui combine un élément à point de fusion élevé (Rhodié(avec un élément volatil)Soufre).

« Contrairement à la nature des éléments purs, des mélanges de ces éléments ont été perfectionnés pour permettre la croissance des cristaux à basse température avec une pression de vapeur minimale. » Il dit Physicien Paul Canfield de l'Université d'État de l'Iowa.

« C'est comme trouver un trou de pêche caché rempli de gros et gros poissons. Dans le système Rh-S, nous avons découvert trois nouveaux supraconducteurs. »

Les supraconducteurs sont déjà largement utilisés dans des technologies telles que les scanners IRM et les grands accélérateurs de particules, mais il existe ici un grand potentiel. Compte tenu de la nature unique de la measite, elle pourrait représenter une grande partie de ce potentiel, en particulier sous sa forme pure et synthétisée.

Les supraconducteurs non conventionnels sont peut-être complexes, mais ils sont également passionnants, car ils promettent de nouvelles découvertes en physique et de nouvelles utilisations de la technologie des supraconducteurs.

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« Découvrir les mécanismes à l'origine de la supraconductivité non conventionnelle est la clé des applications économiquement rationnelles des supraconducteurs. » Il dit Prozorov.

La recherche a été publiée dans Supports de communication.