En superleder lar strøm strømme gjennom den perfekt, uten å miste noe av den.
Nå har forskere oppdaget et superledende materiale som fungerer ved en muligens rekordbrytende høy temperatur, og flytter et skritt nærmere målet om å oppnå slik perfeksjon ved romtemperatur.
Gjør ting kaldt nok, og elektronene glipper gjennom metaller uten å generere motstand, varme opp eller bremse. Men dette fenomenet, kjent som superledningsevne, har historisk sett kun fungert ved ekstremt kalde temperaturer som bare er litt over absolutt null. Det har gjort dem ubrukelige for applikasjoner som ekstremt effektive elektriske ledninger eller utrolig raske superdatamaskiner. I løpet av de siste tiårene har forskere laget nyere superledende materialer som fungerer ved stadig høyere temperaturer.
I den nye studien sank en gruppe forskere enda nærmere målet sitt ved å lage et materiale som er superledende ved minus 9 grader Fahrenheit (minus 23 grader celsius) - en av de høyeste temperaturene som noen gang er observert.
Teamet undersøkte en klasse materialer som ble kalt superledende hydrider som teoretiske beregninger spådde ville være superledende ved høyere temperaturer. For å lage disse materialene, brukte de en liten enhet kalt en diamant-amboltcelle som består av to små diamanter som komprimerer materialer til ekstremt høyt trykk.
De plasserte en liten - et par mikrometer lang - prøve av et mykt, hvitaktig metall kalt lantan inne i et hull som ble stanset i en tynn metallfolie som var fylt med flytende hydrogen. Oppsettet var koblet til tynne elektriske ledninger. Enheten presset prøven til trykk mellom 150 og 170 gigapascals, som er over 1,5 millioner ganger trykket ved havnivået, ifølge uttalelsen. De brukte deretter røntgenstråler for å undersøke strukturen.
Ved dette høye trykket kombineres lantan og hydrogen til dannelse av lantanhydrid.
Forskerne fant at ved minus 9 F (minus 23 C), viser lantanhydrid to av tre egenskaper til superledelse. Materialet viste ingen motstand mot elektrisitet og temperaturen falt da et magnetfelt ble påført. De observerte ikke det tredje kriteriet, en evne til å utvise magnetiske felt under avkjøling, fordi prøven var for liten, ifølge et medfølgende News and Views-stykke i den samme utgaven av tidsskriftet Nature.
"Fra et vitenskapelig synspunkt antyder disse resultatene at vi kan gå inn i en overgang fra å oppdage superledere av empiriske regler, intuisjon eller flaks til å bli ledet av konkrete teoretiske forutsigelser," James Hamlin, førsteamanuensis i fysikk ved University of Florida, som var ikke en del av studien, skrev i kommentaren.
Faktisk rapporterte en gruppe lignende funn allerede i januar i tidsskriftet Physical Review Letters. Disse forskerne fant at lantanhydrid kan være superledende ved en enda høyere temperatur på 7 ° C, så lenge prøven ble tatt til høyere trykk - rundt 180 til 200 gigapascals.
Men denne nye gruppen fant noe veldig annerledes: Ved det høye trykket synker temperaturen som materialet viser superledelse brått på.
Årsaken til avviket i funnene er uklar. "I slike tilfeller er det behov for flere eksperimenter, data, uavhengige studier," sa seniorforfatter Mikhail Eremets, forsker i høyt trykkkjemi og fysikk ved Max Planck Institute for Chemistry i Tyskland, til Live Science. "Nå kan vi bare diskutere."
Teamet planlegger nå å prøve å redusere trykket og heve temperaturen som trengs for å lage disse superledende materialene, ifølge uttalelsen. I tillegg fortsetter forskerne å søke etter nye forbindelser som kan være superledende ved høye temperaturer.
Gruppen publiserte sine funn i går (22. mai) i tidsskriftet Nature.
