超伝導体は、電気を失うことなく完全に電気を流します。
現在、科学者たちは、記録を破る可能性のある高温で機能する超伝導材料を発見し、室温でそのような完全性を達成するという目標に一歩近づきました。
物事を十分に冷やし、抵抗を発生させたり、加熱したり、減速させたりせずに、電子が金属を通り抜けます。しかし、超伝導として知られているこの現象は、歴史的には絶対零度をほんの少し超える非常に低温でのみ機能してきました。そのため、非常に効率的な電気配線や信じられないほど高速なスーパーコンピューターなどのアプリケーションには使えません。過去数十年の間に、科学者はより高い温度で機能する新しい超伝導材料を作成しました。
新しい研究では、研究者のグループが華氏マイナス9度(マイナス23度)の超伝導材料を作成することにより、目標にさらに近づきました-これまでに観測された最高温度の1つ。
チームは、超伝導水素化物と呼ばれる材料のクラスを調べました。理論計算では、より高温で超伝導になると予測されています。これらの材料を作成するために、材料を非常に高い圧力に圧縮する2つの小さなダイヤモンドで構成されるダイヤモンドアンビルセルと呼ばれる小さな装置を使用しました。
彼らは、液体の水素で満たされた薄い金属箔に打ち抜かれた穴の中に、ランタンと呼ばれる柔らかく白っぽい金属の小さな-数ミクロンの長さのサンプルを配置しました。セットアップは細い電線に接続されました。声明によれば、装置はサンプルを150から170ギガパスカルの間の圧力に圧搾しました。これは海抜での圧力の150万倍以上です。次に、X線ビームを使用してその構造を調べました。
この高圧では、ランタンと水素が結合して水素化ランタンを形成します。
研究者たちは、マイナス9 F(マイナス23 C)で、水素化ランタンが超伝導の3つの特性のうち2つを示すことを発見しました。材料は電気に対する抵抗を示さず、磁場が適用されたときにその温度は低下しました。ジャーナルNatureの同じ号の付随するNews and Viewsの記事によると、サンプルが小さすぎるため、彼らは3番目の基準、冷却中に磁場を放出する能力を守らなかった。
フロリダ大学の物理学の准教授であるジェームズハムリン氏は、「科学的見地から、これらの結果は、経験則、直感、運による超伝導体の発見から、具体的な理論的予測に導かれるまでの移行期に入っている可能性があることを示唆しています。研究の一部ではなかったと解説に書いた。
実際、あるグループは1月にフィジカルレビューレターで同様の調査結果を報告しました。それらの研究者たちは、サンプルがより高い圧力(約180から200ギガパスカル)にかけられている限り、水素化ランタンがさらに高い44 F(7 C)の温度で超電導である可能性があることを発見しました。
しかし、この新しいグループは非常に異なる何かを発見しました。これらの高圧では、材料が超伝導を示す温度が急激に低下します。
調査結果の不一致の理由は不明です。 「そのような場合、より多くの実験、データ、独立した研究が必要です」とドイツのマックスプランク化学研究所の高圧化学および物理学の研究者である上級著者ミハイル・エレメッツ氏はLive Scienceに語った。 「今、私たちは議論することしかできません。」
声明によると、チームは現在、これらの超伝導材料を作成するために必要な圧力を下げ、温度を上げることを試みることを計画しています。さらに、研究者たちは高温で超電導となる可能性のある新しい化合物の探索を続けています。
そのグループはその発見を昨日(5月22日)ネイチャー誌に発表した。