Οι φυσικοί κατέρριψαν επίσημα το ρεκόρ για την υπεραγωγιμότητα υψηλής θερμοκρασίας

Επιστήμονες στη Γερμανία έθεσαν ένα νέο ορόσημο για την Υπεραγωγιμότητα - επιτυγχάνοντας τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος χωρίς αντίσταση στην υψηλότερη μέχρι σήμερα θερμοκρασία: μόλις 250 Kelvin ή -23 βαθμούς Κελσίου (-9,4 βαθμούς Φαρενάιτ).

Άνωση λόγω Υπεραγωγιμότητας . Εικόνα: (US Dept. of Energy/Flickr)

Επικεφαλής της εργασίας αυτής ήταν ο Mikhail Eremets, φυσικός στο Ινστιτούτο Max Planck για την Χημεία (Max Planck Institute for Chemistry), ο οποίος έθεσε το προηγούμενο ρεκόρ υψηλής θερμοκρασίας για την Υπεραγωγιμότητα το 2014, στους 203 Kelvin (-70 βαθμούς Κελσίου).

Η Υπεραγωγιμότητα, η οποία ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1911, είναι ένα περίεργο φαινόμενο. Συνήθως, η ροή ενός ηλεκτρικού ρεύματος συναντά κάποιο βαθμό αντίστασης - όπως για παράδειγμα η αντίσταση του αέρα σπρώχνει προς τα πίσω ένα κινούμενο αντικείμενο.

Όσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα ενός υλικού, τόσο λιγότερη ηλεκτρική αντίσταση έχει και συνεπώς το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να ρέει πιο ελεύθερα.

Αλλά σε χαμηλές θερμοκρασίες σε ορισμένα υλικά, συμβαίνει κάτι περίεργο. Η αντίσταση μειώνεται στο μηδέν και το ρεύμα ρέει απρόσκοπτα. Όταν μάλιστα το φαινόμενο αυτό συνοδεύεται και από έναν άλλο παράγοντα που ονομάζεται "φαινόμενο Meissner" - η απώθηση ή η αποβολή των μαγνητικών πεδίων του υλικού καθώς περνά κάτω από αυτή την κρίσιμη θερμοκρασία - τότε έχουμε το φαινόμενο το οποίο ονομάζεται Υπεραγωγιμότητα.

Η επονομαζόμενη "Υπεραγωγιμότητα θερμοκρασίας δωματίου" (room-temperature superconductivity), πάνω από 0 βαθμούς Κελσίου, είναι κάτι σαν μια "λευκή φάλαινα" (κάτι το δύσκολο) για τους επιστήμονες. Εάν ήταν ποτέ δυνατόν να επιτευχθεί, θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην απόδοση των ηλεκτρικών εφαρμογών, βελτιώνοντας σημαντικά τα ηλεκτρικά δίκτυα, τη μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας, και τους ηλεκτροκινητήρες, για να αναφέρουμε μερικές πιθανές εφαρμογές.

Είναι κάτι πάνω στο οποίο ασχολούνται συστηματικά  πολλά εργαστήρια σε όλο τον κόσμο, με συνεχώς νέες αξιώσεις πάνω στην  υπεραγωγιμότητα υψηλής θερμοκρασίας οι οποίες διεξάγονται από καιρό σε καιρό, αλλά που  στη συνέχεια αποτυγχάνουν στις δοκιμές αναπαραγωγιμότητας (reproducibility). Δείτε το paper εδώ: https://www.nature.com/articles/d41586-018-06023-x

Ο Eremets και η ομάδα του κατέρριψαν λοιπόν το προηγούμενο ρεκόρ υπεραγωγιμότητας σε υψηλές θερμοκρασίες χρησιμοποιώντας Υδρόθειο - μάλιστα, το συστατικό εκείνο που μας προκαλεί δυσοσμία από τα σάπια αυγά και τα ανθρώπινα...αέρια - κάτω από πίεση 150 gigapascals (η πίεση στο πυρήνα της Γης (Earth's inner core) κυμαίνεται μεταξύ 330 και 360 gigapascals).

Οι επιστήμονες που έσπευσαν να καταλάβουν την υπεραγωγιμότητα του Υδρόθειου πιστεύουν ότι το αποτέλεσμα αυτό είναι δυνατό επειδή το Υδρόθειο είναι τόσο ελαφρύ υλικό ώστε μπορεί και δονείται με υψηλές ταχύτητες, πράγμα που σημαίνει υψηλότερες θερμοκρασίες - αλλά η πίεση είναι απαραίτητη για να την προστασία του από διάσπαση εξαιτίας των δονήσεων του.

Η νέα αυτή έρευνα χρησιμοποίησε ένα διαφορετικό υλικό, το οποίο ονομάζεται Υδρίδιο του Λανθανίου, κάτω από περίπου 170 gigapascals πίεσης. Νωρίτερα φέτος, η ομάδα ανέφερε ότι είχε επιτύχει υπεραγωγιμότητα χρησιμοποιώντας αυτό το υλικό στους 215 Kelvin (-58,15 ° C, -72 F °) - και τώρα, μόλις λίγους μήνες αργότερα, έχουν βελτιώσει τις εργασίες τους πάνω σε αυτό το αποτέλεσμα.

Η νέα θερμοκρασία είναι σχεδόν η μισή από τη μέση χειμερινή θερμοκρασία στο Βόρειο πόλο.

"Το άλμα αυτό, κατά 50 Kelvin, από την προηγούμενη κρίσιμη καταγραφή  των 203 Kelvin," έγραψαν οι ερευνητές στην εργασία τους (paper) "δείχνει την πραγματική πιθανότητα να επιτευχθεί στο προσεχές μέλλον Υπεραγωγιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου (δηλαδή 273 Kelvin) σε υψηλές πιέσεις,  και την προοπτική συμβατικής υπεραγωγιμότητας σε πίεση περιβάλλοντος. "

Υπάρχουν τρεις δοκιμές,  αναφέρει το MIT Technology Review, οι οποίες θεωρούνται το χρυσό πρότυπο για την υπεραγωγιμότητα, και η ομάδα έχει επιτύχει μόνο δύο: την πτώση της αντίστασης κάτω από ένα κρίσιμο κατώτατο όριο θερμοκρασίας, και την αντικατάσταση στοιχείων στο υλικό με βαρύτερα ισότοπα ώστε να παρατηρηθεί μια αντίστοιχη πτώση της θερμοκρασίας υπεραγωγιμότητας.

Το τρίτο είναι το φαινόμενο Meissner, το οποίο είναι το όνομα που δίνεται σε μία από τις υπογραφές της υπεραγωγιμότητας. Καθώς το υλικό περνά κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία και μεταβαίνει σε υπεραγωγιμότητα, εκπέμπει το μαγνητικό του πεδίο.

Η ομάδα δεν έχει ακόμη παρατηρήσει αυτό το φαινόμενο επειδή το δείγμα τους είναι πολύ μικρό - πολύ κάτω από τις δυνατότητες ανίχνευσης του μαγνητόμετρου τους. Ωστόσο, η μετάβαση σε Υπεραγωγιμότητα έχει επίσης επίδραση στο εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Δεν είναι μια άμεση ανίχνευση, αλλά η ομάδα ήταν σε θέση να παρατηρήσει αυτό το αποτέλεσμα.

Δεν είναι το φαινόμενο Meissner, αλλά φαίνεται πολλά υποσχόμενο. Και μπορείτε να στοιχηματίσετε ότι οι φυσικοί με τη δυνατότητα να το επιτύχουν, "θα πέφτουν ο ένας πάνω στον άλλο" για να επαληθεύσουν και να επιχειρήσουν να αντιγράψουν το αποτέλεσμα της ομάδας.

Το σχετικό paper έχει δημοσιευτεί στον ιστότοπο Nature, ενώ υπάρχει προεκτυπωμένη έκδοση στον ιστότοπο arXiv.

Μια προηγούμενη έκδοση αυτού του άρθρου το οποίο κάλυπτε την εκ των προτέρων έκδοση της έρευνας δημοσιεύθηκε τον Δεκέμβριο του 2018.

Από την MICHELLE STARR 

……………….*………………..

Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο Facebook:

. Άρατος- Παρατηρησιακή Αστρονομία Σαλαμίνας

. Αστρονομία και Επιστήμη

. Αστροβραδιές Σαλαμίνας

Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη

Πηγή
https://www.sciencealert.com/physicists-have-officially-smashed-the-record-for-high-temperature-superconductivity?fbclid=IwAR0JqwQOh8CLz4dxPJBmVgNrB33eiFxozdJ9Uiy20WHnr9xegixnO_Wf02U

Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε ή κόκκινα γράμματα)

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.

 Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com  η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:

 https:/www.facebook.com/groups/174408446026959/

Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com . Η δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν.

Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.

 Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου. 

Για την ομάδα : @Aratosastronomy