Ученые заявили, что они смогли создать сверхпроводимость при комнатной температуре.
Когда электричество движется по проводу, оно встречается с некоторым сопротивлением, в результате чего часть энергии теряется в виде тепла. Вот уже на протяжении более века ученые пытались найти какой-нибудь способ устранить эту потерю энергии, который сделал бы использование электроэнергии намного более эффективным. Их ответом на эту проблему стали сверхпроводники.
Само явление, известное как сверхпроводимость, было впервые открыто более 100 лет назад. В то время ученые поняли, что ртуть, охлажденная почти до абсолютного нуля (или примерно до минус 452 градусов по Фаренгейту), не оказывает сопротивления потоку электричества. Сверхпроводники также создают магнитные поля, позволяя магнитам левитировать над ними.
Эти материалы проводят электричество без потери энергии, но пока что единственный способ работы сверхпроводника — это либо условия сверххолода или сверхвысокого давления. Однако теперь группа исследователей утверждает, что они создали сверхпроводник, который может функционировать при комнатной температуре и при относительно небольшом давлении.
Этот прорыв может сделать электросети более эффективными, а батареи в таких устройствах, как ноутбуки и телефоны, смогут служить дольше, пишет Айлин Вудворд из The Wall Street Journal.
Со временем исследователи смогли использовать сверхпроводники в несколько менее экстремальных условиях. По словам Чарли Вуда и Зака Савицкого из журнала Quanta, в 2015 году ученые создали сверхпроводник, который работает при относительно небольших минус 94 градуса по Фаренгейту, но для этого все равно требуется давление, которое лишь в два раза меньше, чем в ядре Земли.
С помощью сверхпроводника, который работает при комнатной температуре и более низких давлениях, “мы могли бы создать поезда на магнитной подушке над сверхпроводящими рельсами, изменить способ хранения и передачи электроэнергии, а также недорогие магниты для МРТ и ядерного синтеза”, — говорит Ранга Диас, руководитель группы, сообщившей о новом открытии, физик из Университета Рочестера.
Одним из отличительных признаков сверхпроводимости является эффект Мейснера, который вытесняет все магнитные поля из материала — свойство, которое позволяет сверхпроводнику левитировать, как показано на фото. Исследователи утверждают, что наблюдают эффект Мейснера в своем новом материале. Фото: J. Adam Fenster/University of Rochester
Для нового исследования, опубликованного в среду в журнале Nature, ученые использовали материал, состоящий из водорода, азота и серебристо-белого плотного металла под названием лютеций ( 71-й элемент периодической таблицы). После нагрева и сжатия материал вел себя как сверхпроводник при температурах около 70 градусов по Фаренгейту и давлении, примерно в 10 000 раз превышающем земную атмосферу, что на порядки ниже давления, необходимого для других сверхпроводников.
Это давление находится в пределах “диапазона, за который инженеры могут ухватиться и создать коммерчески жизнеспособный продукт”, — говорит Стэнли Тозер, физик из Университета штата Флорида (не участвовал в исследовании).
“Если это действительно правда, то это великое открытие”, — говорит Юджин Грегорьянц, физик из Эдинбургского университета, который не участвовал в исследовании.
Правда это или нет, я думаю, время покажет.
Некоторые ученые скептически относятся к этому заявлению, отчасти потому, что та же исследовательская группа сообщила об аналогичном открытии в статье 2020 года, опубликованной в Nature, которая позже была отозвана журналом из-за проблем с предоставленными данными.
“Я потерял часть доверия к тому, что публикует и о чем заявляет представители этой команды”, — рассказывает Джеймс Хэмлин, физик из Университета Флориды.
Сейчас вопрос заключается в том, смогут ли другие исследователи повторить результаты, сообщает Михаил Еремец, физик из Химического института Макса Планка в Германии.
Хэмлин Лии Крейн из New Scientist:
Возможно, они обнаружили в этой работе что-то абсолютно новаторское и сногсшибательное, что-то, за что можно было бы получить Нобелевскую премию, но у меня есть некоторые сомнения.
Nature отозвала статью команды Диаса за 2020 год после того, как другие исследователи усомнились в достоверности данных и не смогли воспроизвести их результаты. Когда команда опубликовала свои исходные данные для конкретного графика в статье 2020 года, другая группа ученых заявила, что они могут математически доказать, что исходные данные были ложными, полученными из опубликованных данных, а не из лабораторных экспериментов.
Ранга Диас. Фото: https://labsites.rochester.edu
Хэмлин также обнаружил, что некоторые отрывки из его собственной докторской диссертации были дословно использованы в диссертации Диаса. Кроме того, соавтор отозванной статьи был также первым автором аналогичного исследования 2009 года по сверхпроводимости, которое позже было отозвано из-за измененных данных.
Однако Диас заявляет, что его команда добилась более высокого уровня прозрачности.
Мы [разрешили] любому желающему прийти в нашу лабораторию и посмотреть, как мы проводим измерения. В процессе рецензирования мы поделились всеми нашими данными с рецензентами.
Ева Зурек, профессор химии в Университете Буффало в штате Нью-Йорк, также заявила, что необходимы независимые подтверждения данных работы группы Dias. Но если это открытие подтвердится, то она ожидает трудного, но отнюдь не невозможного пути к разработке материала, который может работать при давлении, близком к давлению окружающей среды, а также при обычных температурах.
Хорошие новости от ученых:
НАСА смогло изменить движение астероида
Ученые заявили, что они смогли создать сверхпроводимость при комнатной температуре. Когда электричество движется по проводу, 1
Сверхпроводимость позволит совершить технологический прорыв
Время на прочтение: 4 минут(ы)
Ученые заявили, что они смогли создать сверхпроводимость при комнатной температуре.
Когда электричество движется по проводу, оно встречается с некоторым сопротивлением, в результате чего часть энергии теряется в виде тепла. Вот уже на протяжении более века ученые пытались найти какой-нибудь способ устранить эту потерю энергии, который сделал бы использование электроэнергии намного более эффективным. Их ответом на эту проблему стали сверхпроводники.
Само явление, известное как сверхпроводимость, было впервые открыто более 100 лет назад. В то время ученые поняли, что ртуть, охлажденная почти до абсолютного нуля (или примерно до минус 452 градусов по Фаренгейту), не оказывает сопротивления потоку электричества. Сверхпроводники также создают магнитные поля, позволяя магнитам левитировать над ними.
Эти материалы проводят электричество без потери энергии, но пока что единственный способ работы сверхпроводника — это либо условия сверххолода или сверхвысокого давления. Однако теперь группа исследователей утверждает, что они создали сверхпроводник, который может функционировать при комнатной температуре и при относительно небольшом давлении.
Этот прорыв может сделать электросети более эффективными, а батареи в таких устройствах, как ноутбуки и телефоны, смогут служить дольше, пишет Айлин Вудворд из The Wall Street Journal.
Со временем исследователи смогли использовать сверхпроводники в несколько менее экстремальных условиях. По словам Чарли Вуда и Зака Савицкого из журнала Quanta, в 2015 году ученые создали сверхпроводник, который работает при относительно небольших минус 94 градуса по Фаренгейту, но для этого все равно требуется давление, которое лишь в два раза меньше, чем в ядре Земли.
С помощью сверхпроводника, который работает при комнатной температуре и более низких давлениях, “мы могли бы создать поезда на магнитной подушке над сверхпроводящими рельсами, изменить способ хранения и передачи электроэнергии, а также недорогие магниты для МРТ и ядерного синтеза”, — говорит Ранга Диас, руководитель группы, сообщившей о новом открытии, физик из Университета Рочестера.
Для нового исследования, опубликованного в среду в журнале Nature, ученые использовали материал, состоящий из водорода, азота и серебристо-белого плотного металла под названием лютеций ( 71-й элемент периодической таблицы). После нагрева и сжатия материал вел себя как сверхпроводник при температурах около 70 градусов по Фаренгейту и давлении, примерно в 10 000 раз превышающем земную атмосферу, что на порядки ниже давления, необходимого для других сверхпроводников.
Это давление находится в пределах “диапазона, за который инженеры могут ухватиться и создать коммерчески жизнеспособный продукт”, — говорит Стэнли Тозер, физик из Университета штата Флорида (не участвовал в исследовании).
“Если это действительно правда, то это великое открытие”, — говорит Юджин Грегорьянц, физик из Эдинбургского университета, который не участвовал в исследовании.
Некоторые ученые скептически относятся к этому заявлению, отчасти потому, что та же исследовательская группа сообщила об аналогичном открытии в статье 2020 года, опубликованной в Nature, которая позже была отозвана журналом из-за проблем с предоставленными данными.
“Я потерял часть доверия к тому, что публикует и о чем заявляет представители этой команды”, — рассказывает Джеймс Хэмлин, физик из Университета Флориды.
Сейчас вопрос заключается в том, смогут ли другие исследователи повторить результаты, сообщает Михаил Еремец, физик из Химического института Макса Планка в Германии.
Хэмлин Лии Крейн из New Scientist:
Nature отозвала статью команды Диаса за 2020 год после того, как другие исследователи усомнились в достоверности данных и не смогли воспроизвести их результаты. Когда команда опубликовала свои исходные данные для конкретного графика в статье 2020 года, другая группа ученых заявила, что они могут математически доказать, что исходные данные были ложными, полученными из опубликованных данных, а не из лабораторных экспериментов.
Хэмлин также обнаружил, что некоторые отрывки из его собственной докторской диссертации были дословно использованы в диссертации Диаса. Кроме того, соавтор отозванной статьи был также первым автором аналогичного исследования 2009 года по сверхпроводимости, которое позже было отозвано из-за измененных данных.
Однако Диас заявляет, что его команда добилась более высокого уровня прозрачности.
Ева Зурек, профессор химии в Университете Буффало в штате Нью-Йорк, также заявила, что необходимы независимые подтверждения данных работы группы Dias. Но если это открытие подтвердится, то она ожидает трудного, но отнюдь не невозможного пути к разработке материала, который может работать при давлении, близком к давлению окружающей среды, а также при обычных температурах.
Источники:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0.epdf?sharing_token=pVgDG3S0E0YRGtObu25gc9RgN0jAjWel9jnR3ZoTv0Po0_Y42sWkjqLWGcISaG3gtHYW1t-ZnLV7vZnZCbtLG-7pcgbceaSwuq0lUDW5X1DmFSkVfURlFOd3i4TVsxq1ZnGQO0SwK2HV-Ss3_yhMHKyed0cxuN_iPT-Fjwzzh7jxCAYjYMeY3zJJTl7gsco0gHcxfoY-YNMyGwSsYQ1gQfqENqGySnBw6Nwk1WphdTk%3D&tracking_referrer=www.smithsonianmag.com
https://www.wsj.com/articles/superconductor-breakthrough-energy-reddmatter-90dfa165
ttps://www.sciencenews.org/article/superconductor-room-temperature-scrutiny
https://www.quantamagazine.org/room-temperature-superconductor-discovery-meets-with-resistance-20230308/
https://spectrum.ieee.org/room-temperature-superconductor
1
Tags: научные исследованияновые материалыхорошие новости в мирехорошие новости науки