En superleder lader elektricitet strømme gennem den perfekt uden at miste noget af den.
Nu har videnskabsmænd opdaget et superledende materiale, der fungerer ved en muligvis rekordstor høj temperatur og flytter et skridt nærmere målet om at opnå sådan perfektion ved stuetemperatur.
Gør ting koldt nok, og elektronerne går gennem metaller uden at generere nogen modstand, opvarme eller bremse. Men dette fænomen, kendt som superledningsevne, har historisk kun fungeret ved ekstremt kolde temperaturer, der bare er en lille smule over absolut nul. Det har gjort dem ubrugelige til applikationer som ekstremt effektive elektriske ledninger eller utroligt hurtige supercomputere. I de sidste flere årtier har forskere skabt nyere superledende materialer, der fungerer ved stadig højere temperaturer.
I den nye undersøgelse kom en gruppe forskere endnu tættere på deres mål ved at skabe et materiale, der er superledende ved minus 9 grader Fahrenheit (minus 23 grader Celsius) - en af de højeste temperaturer, der nogensinde er observeret.
Holdet undersøgte en klasse af materialer kaldet superledende hydrider, som teoretiske beregninger forudsagde ville være superledende ved højere temperaturer. For at skabe disse materialer brugte de en lille enhed kaldet en diamant-amboltcelle, der består af to små diamanter, der komprimerer materialer til ekstremt højt tryk.
De placerede en lille - et par mikron lang - prøve af et blødt, hvidligt metal kaldet lanthanum inde i et hul, der blev stanset i en tynd metalfolie, der var fyldt med flydende brint. Opsætningen var forbundet til tynde elektriske ledninger. Enheden pressede prøven til tryk mellem 150 og 170 gigapascals, hvilket er over 1,5 millioner gange trykket ved havoverfladen, ifølge erklæringen. De brugte derefter røntgenstråler til at undersøge dens struktur.
Ved dette høje tryk kombineres lanthan og brint til dannelse af lanthanhydrid.
Forskerne fandt, at lanthanhydrid ved minus 9 F (minus 23 C) viser to ud af tre egenskaber ved superledningsevne. Materialet viste ingen modstand mod elektricitet, og dets temperatur faldt, når et magnetfelt blev påført. De overholdt ikke det tredje kriterium, en evne til at udvise magnetiske felter under afkøling, fordi prøven var for lille, ifølge et ledsagende stykke News and Views i samme nummer af tidsskriftet Nature.
"Fra et videnskabeligt synspunkt antyder disse resultater, at vi muligvis er ved at gå ind i en overgang fra at opdage superledere ved empiriske regler, intuition eller held til at blive styret af konkrete teoretiske forudsigelser," siger James Hamlin, lektor i fysik ved University of Florida, som var ikke en del af undersøgelsen, skrev i kommentaren.
Faktisk rapporterede en gruppe lignende fund tilbage i januar i tidsskriftet Physical Review Letters. Disse forskere fandt, at lanthanhydrid kunne være superledende ved en endnu højere temperatur på 44 ° C, så længe prøven blev taget til højere tryk - ca. 180 til 200 gigapascals.
Men denne nye gruppe fandt noget meget anderledes: Ved disse høje tryk falder temperaturen, hvor materialet viser superledningsevne, pludseligt.
Årsagen til uoverensstemmelsen i fundene er uklar. "I sådanne tilfælde er der behov for flere eksperimenter, data, uafhængige undersøgelser," fortæller seniorforfatter Mikhail Eremets, en forsker af højtrykket kemi og fysik ved Max Planck Institute for Chemistry i Tyskland, til Live Science. "Nu kan vi kun diskutere."
Holdet planlægger nu at forsøge at reducere trykket og hæve den nødvendige temperatur til at skabe disse superledende materialer, ifølge erklæringen. Derudover fortsætter forskerne med at søge efter nye forbindelser, der kunne være superledende ved høje temperaturer.
Gruppen offentliggjorde sine fund i går (22. maj) i tidsskriftet Nature.
