ابررسانای “ماده قرمز” می تواند الکترونیک را متحول کند – اگر کار کند

برای ساخت این ماده، آنها ترکیبی از سه عنصر را در سندان الماسی قرار دادند – دستگاهی که نمونه ها را با فشارهای فوق العاده بالا بین دو الماس فشرده می کند – و آنها را فشار دادند. با فشرده شدن این ماده، رنگ آن از آبی به قرمز تغییر کرد و محققان به آن لقب «ماده قرمز» دادند.

هنگامی که ماده ای ابررسانا است، الکتریسیته با مقاومت صفر در آن جریان می یابد، به این معنی که هیچ یک از انرژی موجود به عنوان گرما از بین نمی رود. اما تمام ابررساناهایی که تاکنون ساخته شده‌اند به فشارهای فوق‌العاده بالایی نیاز داشته‌اند و بیشتر آنها به دمای بالا نیاز داشته‌اند.

اما همه محققان در این زمینه متقاعد نشده اند. می‌گوید: «شاید آنها چیزی کاملاً پیشگامانه و زمین‌شکنی را در این کار کشف کرده‌اند، چیزی که برنده جایزه نوبل می‌شود، اما من کمی پیش‌تر دارم.» جیمز هملین در دانشگاه فلوریدا

سپس محققان یک سری آزمایش را انجام دادند که مقاومت الکتریکی و ظرفیت گرمایی ماده قرمز و همچنین برهمکنش آن با میدان مغناطیسی اعمال شده را بررسی کردند. آنها می گویند که همه آزمایش ها نشان داد که این ماده فوق رسانا است.

ابررسانایی در دمای اتاق و فشار اتاق یک هدف اصلی علم مواد برای بیش از یک قرن بوده است و ممکن است در نهایت محقق شده باشد. اگر این ماده ابررسانای جدید پابرجا بماند، می‌تواند انقلابی در نحوه انرژی‌دهی جهان ما به وجود بیاورد – اما یافته‌ها ابتدا برای بررسی جدی علمی پیش می‌روند.

اگر گروه های مستقل بتوانند ابررسانایی ماده قرمز را تأیید کنند و ساختار آن را درک کنند، می تواند یکی از تأثیرگذارترین اکتشافات علمی تمام دوران باشد. یک ابررسانا در دمای اتاق و فشار اتاق می تواند شبکه برق را بسیار کارآمدتر و سازگارتر با محیط زیست کند، شناور مغناطیسی سوپرشارژ، و خیلی چیزهای دیگر. زورک می‌گوید: «فکر می‌کنم فن‌آوری‌های زیادی وجود دارد که حتی تصورش را هم نمی‌کردند که بتوانند از ابررسانایی دمای اتاق و فشار اتاق استفاده کنند.

برای ساخت این ماده از سندان الماسی استفاده شده است

اما محققان هنوز رویای جامعه ای ابررسانا را در سر نمی پرورانند. هاملین می‌گوید: «بدیهی است که بررسی‌های دقیق زیادی وجود خواهد داشت. “من فکر می کنم تفاوت اینجا در مقایسه با نتیجه قبلی این است که در فشارهای پایینی است که بسیاری از گروه های دیگر می توانند این را تماشا کنند.” تنها تعداد کمی از آزمایشگاه‌ها در دنیا سندان‌های الماسی گران‌قیمت و پیچیده‌ای دارند که قادر به رسیدن به فشارهای بالا مورد نیاز آزمایش‌های ابررسانایی قبلی هستند، اما سلول‌های فشاری تا 1 گیگا پاسکال نسبتاً رایج هستند.

موضوعات:


منبع: https://www.newscientist.com/article/2363376-red-matter-superconductor-could-transform-electronics-if-it-works/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home

استیو جاکوبسن/ مرکز منابع آموزش علمی (SERC) در کالج کارلتون

«تا زمانی که نویسندگان پاسخ های قابل فهمی برای این سؤالات ارائه ندهند، دلیلی برای این باور وجود ندارد [the data] که آنها در این مقاله منتشر می کنند، نشان دهنده ویژگی های فیزیکی نمونه های فیزیکی واقعی است خورخه هیرش در دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو.

شاید این مهم ترین عاملی باشد که این اثر را از مقاله پس گرفته شده 2020 متمایز می کند. اعلام کرد: “کار قبلی آنها هنوز توسط یک گروه مستقل بازتولید نشده است، اما این یکی باید به سرعت تکثیر شود.” تیم استروبل در موسسه علوم کارنگی در واشنگتن دی سی. “ما آن را فورا انجام می دهیم.” اگر همه چیز خوب پیش برود، این می تواند آغاز یک انقلاب انرژی باشد.

رنگا دیاس در دانشگاه روچستر در نیویورک و همکارانش ادعا می کنند که ماده ای از هیدروژن، نیتروژن و لوتسیم ساخته اند که در دمای تنها 21 درجه سانتیگراد (69 درجه فارنهایت) و فشار 1 گیگا پاسکال به ابررسانایی تبدیل می شود. این تقریباً 10000 برابر فشار اتمسفر در سطح زمین است، اما هنوز فشار بسیار کمتری نسبت به هر ماده ابررسانای قبلی دارد. دیاس می‌گوید: «فرض کنید در دهه 1940 سوار بر اسب بودید که فراری را دیدید که از کنار شما می‌گذرد – این میزان تفاوت بین تجربیات قبلی و این تجربه است.

بخشی از دلیلی که از بین بردن شک و تردید بسیار سخت است این است که ما اطلاعات کافی در مورد ماده قرمز برای ایجاد درک نظری از مکانیسم پشت ابررسانایی احتمالی آن نداریم. دیاس می گوید: “کارهای زیادی برای درک ساختار دقیق این ماده باقی مانده است، که برای درک چگونگی ابررسانایی این ماده بسیار مهم است.” ما امیدواریم که اگر بتوانیم آن را در مقادیر بیشتر تولید کنیم، درک بهتری از ساختار مواد داشته باشیم.

اگر نظریه پردازان بتوانند دقیقاً چگونگی و چرایی تبدیل شدن این ماده به ابررسانا را دریابند، تا حد زیادی محققین را متقاعد خواهد کرد که این ماده در واقع یک ابررسانا است و همچنین می تواند ماده قرمز را در مسیر تولید صنعتی قرار دهد. ساختارهای موجود در این اثر احتمالاً بسیار متفاوت هستند [from previously confirmed superconducting materials]”، می گوید اوا زورک در دانشگاه بوفالو در نیویورک. مکانیسم ابررسانایی این ترکیب ممکن است متفاوت باشد، اما نمی توانم مطمئن باشم زیرا ساختاری برای کار کردن ندارم.

برخی از رزروهای او و سایر محققان ابررسانایی به دلیل بحث و جدل پیرامون مقاله 2020 دیاس و تیمش است که ادعای ابررسانایی دمای اتاق را داشت و بعداً توسط مجله علمی پس گرفته شد. طبیعت. در آن زمان، برخی از درست بودن داده های ارائه شده در مقاله سؤال کردند و سؤالاتی را در مورد چگونگی استخراج داده های منتشر شده از اندازه گیری های خام مطرح کردند.

سندان الماس

توسط احمد گل کار

احمد گل کار