「これは今や超伝導の新しい時代であると信じている」とワシントンDCのジョージ・ワシントン大学の材料科学者であるラッセル・ヘムリーは3月4日のアメリカ物理学会の3月会議で群衆に語った。
画像は彼の後ろのスクリーンを照らしました：向かい合うダイヤモンドの超硬点の間の小さなものを粉砕するための装置の概略図、温度と電気抵抗のグラフ、その中心を横切る粗い黒い「X」の付いた輝くボール。
その最後の画像は、新時代そのものの具体例でした。ランタンスーパーハイドライド（またはLaH10）の小さなサンプルが、地球のコアの途中で見つかったものと同様の圧力に絞られ、レーザーで加熱されて、ニューイングランドの真冬の深夜に近づきました。 。 （それは、通常、極度の実験室の寒さで行われる超伝導研究の標準によるそれはやけどの熱です。）これらの条件下で、Hemleyと彼のチームは、LaH10がその原子間の電子の移動に抵抗するのをやめるようだと発見しました。ヘムリー氏がAPSの講演で1月14日に発行した論文「Physical Review Letters」で発表したように、これは明らかに「室温超伝導体」になります。
冷凍科学
1911年、オランダの物理学者ハイケカメルリンオンスは、極低温で特定の物質が異常な電気的特性を示すことを発見しました。
通常の状況では、導電性材料（銅線など）を通過する電流は途中で強度を失います。私たちが電力網で使用する非常に優れた導体でさえ不完全であり、発電所から壁のコンセントにすべてのエネルギーを輸送することができません。一部の電子は途中で失われます。
しかし、超伝導体は異なります。超電導線のループに導入された電流は、損失なく永久に循環し続けます。超伝導体は磁場を放出するため、磁石を強力に押しのけます。彼らは、高速コンピューティングやその他のテクノロジーにアプリケーションを持っています。問題は、超伝導体が通常動作するようなある種の極端に低い温度により、それらを一般的に使用するには実用的でないことです。
地図なしの狩猟
1世紀以上にわたり、物理学者たちはより暖かい材料で超伝導を探し求めてきました。しかし、超伝導を見つけることは、驚くべき金に少し似ています。過去の経験と理論から、どこに探せばよいかが大まかにわかるかもしれませんが、高価で時間のかかるチェック作業を行うまで、実際にはどこにあるのかわかりません。
「あなたは非常に多くの材料を持っています。あなたは探検するための巨大なスペースを持っています」とヘムリーがLaH10よりもさらに暖かい超伝導体の可能性を探究した後に研究を発表し、このような材料がなぜであるかを説明した極度の圧力で超電導。
1986年に、研究者たちは絶対零度より30度高い温度またはマイナス406度（マイナス243度）の温度で超伝導性であるセラミックを発見しました。その後1990年代に、研究者たちは最初に非常に高い圧力を真剣に調べ、新しい種類の超伝導体を明らかにするかどうかを確認しました。
しかし、その時点で、Boeri氏はLive Scienceに、材料が超伝導性であるかどうか、またはどの温度でそうなるかをテストするまで決定するための良い方法はまだないと語った。その結果、臨界温度の記録-超伝導が現れる温度-は非常に低いままでした。
「理論的な枠組みはありましたが、それを使用する能力がありませんでした」とBoeriは言いました。
次の大きな突破口は2001年に研究者たちが二ホウ化マグネシウム（MgB2）が絶対零度より39度、またはマイナス389 F（マイナス234 C）で超伝導性であることを示したときでした。
「かなり低かった」と彼女は言った、「しかし、それはそれが以前は可能であると考えられていたものの2倍高い臨界温度で超伝導を有することができることを示したので、それは大きな進歩でした。」
水素を粉砕
それ以来、温かい超伝導体の探求は2つの重要な方法で変化しました。一方、コンピューターモデルは、理論家が極端な状況で材料がどのように振る舞うかを事前に正確に予測できるようになりました。
物理学者は明白な場所から始めました。
「それで、あなたは軽い元素を使いたい、そして最も軽い元素は水素である」とボエリは言った。 「しかし、問題は水素自体です。これは絶縁体なので、超伝導にすることはできません。したがって、超伝導体を作るには、まず金属にする必要があります。それに何かを行う必要があります。それを絞っています。」
化学では、金属は自由に流れる電子のスープの中にあるので、結合した原子のほとんどすべての集まりです。銅や鉄などの金属と呼ばれるほとんどの材料は、室温および快適な大気圧で金属です。しかし、他の材料は、より極端な環境では金属になる可能性があります。
理論的には、水素はその1つです。しかし、問題があります。
「そのためには、既存のテクノロジーを使用して行うよりもはるかに高い圧力が必要です」とヘムリー氏は講演で述べた。
そのため、研究者たちは、金属を形成する水素を多く含む材料を探し続けます-そして、できれば超伝導になり、達成可能な圧力になります。
現在、ボエリ氏は、コンピュータモデルを扱う理論家は、超伝導体である可能性のある実験材料を提供していると語った。そして実験家たちは、テストするための最良のオプションを選びます。
ヘムリー氏によると、これらのモデルの価値には限界があるという。すべての予測がラボでうまくいくとは限りません。
「この作業では計算を非常に効果的に使用できるが、それを批判的に行い、最終的に実験的なテストを提供する必要がある」と彼は集まった群衆に語った。
ヘムリーと彼のチームの「室温超伝導体」であるLaH10は、この新しい研究時代からの最もエキサイティングな結果であるように見えます。対抗する2つのダイヤモンドの点の間の地球の大気の圧力（200ギガパスカル）の約100万倍に押しつぶされたLaH10のサンプルは、絶対零度より上の260度、または8 F（マイナス13 C）で超伝導になるように見えます。
同じ論文で説明されている別の実験では、絶対零度より上の280度、つまり44 F（7 C）で超伝導を示したようです。それは肌寒い室温ですが、達成するのにそれほど難しい温度ではありません。
ヘムリー氏は、今後、この高圧作業により、高温と常圧の両方で超伝導体となる材料がもたらされる可能性があることを示唆し、講演を終えました。おそらく物質は、いったん加圧されると、圧力が解放された後も超伝導体のままであるかもしれないと彼は言った。あるいは、高温で学んだ化学構造に関する教訓が、超伝導低圧構造への道を示しているのかもしれません。
それはゲームチェンジャーになるだろうとBoeriは言った。
「これは基本的に基礎研究です。それは適用されません」と彼女は言った。 「しかし、たとえば現在の10分の1の圧力で動作するものを思いついたとしましょう。これにより、超電導線などへの扉が開かれます。」
彼女は生涯で室温、常圧の超伝導体が見られると期待しているかどうか尋ねられ、熱狂的にうなずいた。
「確かに」と彼女は言った。
