Pocos descubrimientos científicos revolucionarán tanto la tecnología como un material que alcanza la superconductividad a temperatura ambiente, bajo presiones relativamente suaves.
Un equipo de físicos Dirigido por Ranga Dias, físico de la Universidad de Rochester en Nueva York Ahora afirma que es posible que lo hayan roto, lo que indica una Un metal de tierras raras llamado lutecio, junto con hidrógeno y nitrógeno, puede conducir electricidad sin resistencia a solo 21 grados Celsius (70 grados Fahrenheit) y alrededor de 10,000 atmósferas. Informes de equipo.
Esto todavía puede sonar como una presión extraordinariamente alta, sin embargo Los investigadores señalan Esas presiones más altas se utilizan actualmente en procesos de ingeniería como la fabricación de chips hoy en día, por lo que es algo que se puede lograr fuera de un laboratorio especializado.
Si otros investigadores confirman esto, sería un gran avance en la creación de dispositivos que no desperdicien energía en calor al producir una corriente.
Idealmente, esto podría usarse algún día para crear computadoras más eficientes; trenes magnéticos más rápidos y sin fricción; tecnología superior de rayos X; e incluso reactores de fusión nuclear más potentes.
“Con estos materiales, ha llegado el amanecer de la superconductividad ambiental y las tecnologías aplicadas”. dijo el equipo En un comunicado de prensa.
Los investigadores llamaron al material “materia roja” porque el material cambia drásticamente de azul a rosa a medida que se vuelve superconductor, y luego a rojo cuando se convierte en un metal no superconductor.
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Antes de que se emocione demasiado, tenga en cuenta que, por ahora, este es solo un equipo de investigadores que comparte sus propias observaciones. Los datos han sido publicados en la prestigiosa revista naturalezaSeguro que genera mucha discusión. Ya hay mucho escepticismo saludable en el mundo de la física.
Una gran preocupación es que este mismo grupo de investigadores publicó afirmaciones de un avance similar en superconductores a temperatura ambiente, en 2020. Esta afirmación fue posteriormente sumergirse antes naturaleza Por problemas con la reproducción y dudas sobre los datos.
La superconductividad es un problema tan grande porque, normalmente, cuando la electricidad fluye a través de los cables, por ejemplo, desde una planta de energía hasta su hogar, o a través de los circuitos internos de su teléfono inteligente, se encuentra con fricción. Esta resistencia da como resultado una pérdida de energía en forma de calor.
En 1911Los investigadores determinaron que hay algunos materiales que han perdido esta resistencia bajo el frío extremo y la alta presión.
En estas condiciones extremas, los comportamientos cuánticos de los electrones dentro de los superconductores se fortalecen para permitirles formar lo que se conoce como superconductor. pares de cobrepermitiéndoles moverse a través del material con una eficiencia óptima.
La superconductividad es relativamente fácil de detectar porque también repele los materiales campos de flujo magnético.
Pero hacer que los materiales sean superconductores a temperaturas y niveles de presión efectivos y prácticos es un gran desafío, en el que los físicos han pasado décadas trabajando.
El equipo de la Universidad de Rochester afirma que ahora se han acercado a esto usando materia roja.
Para crear el material, los investigadores desarrollaron una mezcla gaseosa de 99 por ciento de hidrógeno y 1 por ciento de nitrógeno. Dejado en una habitación con lutecio durante unos días en 200 grados CelsiusLos componentes reaccionaron para formar un impresionante compuesto azul.
Luego, el equipo colocó el material dentro de un yunque de diamante, que se usa para colocar el material bajo una presión intensa.
Al aumentar la presión, el material fue sometido a “Cambio visual notable‘, pasando del azul al rosa a medida que se convertía en superconductor, algo que el equipo confirmó midiendo tanto los campos magnéticos alrededor del material como su conductividad eléctrica.
A medida que la presión siguió acumulando el material, se volvió rojo brillante, pasando de su fase superconductora a un estado metálico no superconductor.
Reddmatter mostró superconductividad a unos 21 grados Celsius (70 Fahrenheit), cuando se comprimió a una presión 145 mil libras por pulgada cuadrada.
Esto sigue siendo una aproximación. 10.000 veces la presión de la atmósfera terrestre, por lo que todavía requiere los tipos correctos de estructuras y equipos para hacer un uso práctico de él. No es probable que le des superpoderes a tu teléfono en el corto plazo.
Pero es una presión mucho más baja que otros candidatos para superconductores a temperatura ambiente, que requieren millones de veces la presión atmosférica.
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Uno de los grandes problemas ahora es que los investigadores no están completamente Asegurar la composición exacta de la sustancia roja. Esto hace que sea difícil entender cómo se vuelven superconductores.
Hay indicios de que la superconductividad se puede lograr a través de un mecanismo diferente al de otros superconductores, los físicos ChangQing Jin y David Ceperley, que no participaron en la investigación. Nota en el anexo naturaleza Nuevo artículo y opiniones.
“[The] El modelo estructural… indica que hay relativamente poco hidrógeno en las muestras de los autores en comparación con compuestos superconductores similares”. escriben.
Se necesitaría más investigación para confirmar esto [the] El material es un superconductor de alta temperatura, por lo que aún no se ha revelado si este estado es impulsado por vibraciones causadas por pares de Cooper o por un mecanismo no convencional. “
dias él admite Queda mucho por entender acerca de cómo la materia roja logra la superconductividad. Pero sigue siendo optimista, la materia roja es un primer paso importante, incluso si no es el mejor superconductor que existe.
“En la vida cotidiana, tenemos muchos metales diferentes que usamos para diferentes aplicaciones, por lo que también necesitaremos diferentes tipos de materiales superconductores”. dias dijo.
“El camino hacia la electrónica de consumo superconductora, la transmisión de energía y las líneas de transmisión, y las mejoras significativas en el confinamiento magnético de fusión ahora son una realidad”. agregó.
“Creemos que ahora estamos en la era de la superconductividad moderna”.
Investigación publicada en naturaleza.
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