
超导体已经达到了新的创纪录的温度 - 非凡的材料在不消耗能量的情况下进行电力。研究人员说,进步可能是实现室温超导体的长期追求的重要一步,该导管可能会建立更有效的电网。
迄今为止,超导仅在非常寒冷的温度下工作。科学家补充说,即使这个新的,破纪录的温度仍然非常寒冷,这是地球表面自然发现的温度。
超导体是材料用零电阻进行电力低于一定温度。超导率依赖于不像普通材料那样互相排斥的电子,而是形成精致的夫妇,称为库珀对,可以毫不费力地流过超导体。这些对中的电子由声子或超导体原子的振动持有。 [物理学中最大的9个未解决的奥秘这是给出的
在三十多年来,科学家一直在尝试开发不需要麻烦,吸引能源过冷的室温超导体。
在此之前,超导体在正常压力下的最高已知温度(称为其临界温度)是负220华氏度(减去140摄氏度),而在高压下负220摄氏度。 (高压力通常通过将原子挤压在一起来增强超导性,从而使热量破坏库珀对。)
现在,研究人员在临界温度减去94 F(负70 C)下达到了超导性。这大约比34 F(19 c)温暖南极洲最冷的温度最冷研究共同领导的作者Mikhail Eremets是德国美因茨的Max Planck化学研究所的物理学家Mikhail Eremets。
Eremets告诉Live Science:“甚至更高的温度和可能的临界温度是可能的。”
研究人员指出,超导性的创纪录的高温确实需要大约200吉帕斯卡的极端压力。 Eremets说:“十吉帕斯卡群岛是产生合成钻石的行业常规压力。” “地球中心的压力为360吉加斯卡斯卡尔。”
科学家以前曾尝试过尝试一种形式氢称为金属氢。超导体如何工作(称为BCS理论)的主要理论之一表明,氢应该成为一个出色的超导体。氢可以产生高能量的声子,还可以支持电子与声子之间的强相互作用,这两个因素都是可以增强库珀对的因素。但是,创建一种纯净,稳定的金属氢形式已被证明非常困难。
取而代之的是,在这项新研究中,Eremets和他的同事们用硫化氢进行了实验,这种化合物使鸡蛋闻起来。研究人员建议,在冷温和压力的某种结合下,硫化氢(由两个氢原子和一个硫原子组成的分子)形成新分子,每个分子由三个氢原子和一个硫原子制成。这种新材料本质上是一种金属氢的硫污染版,并且可以实现超导性。
EREMETS说,BCS理论表明,材料超导体的温度没有限制。他补充说:“在适当的材料中,室温超导性是可能的。”不幸的是,“该理论并未直接告诉预期哪种材料”。
Eremets说,极高的压力可能会使室温超导体甚至不切实际。他说,未来的研究可能会寻找其他富含氢气的材料,这些材料在相对较高的温度和正常压力下都可以超导体。
EREMET,以及Max Planck化学研究所及其同事的Sasha Drozdov今天在线详细介绍了他们的发现(8月17日)日记本质。
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