Un superconduttore consente all'elettricità di fluire perfettamente attraverso di essa, senza perderne nulla.
Ora, gli scienziati hanno scoperto un materiale superconduttore che funziona a una temperatura possibilmente alta da record, facendo un passo avanti verso l'obiettivo di raggiungere tale perfezione a temperatura ambiente.
Rendono le cose abbastanza fredde e gli elettroni attraversano i metalli senza generare resistenza, riscaldamento o rallentamento. Ma questo fenomeno, noto come superconduttività, ha funzionato storicamente solo a temperature estremamente fredde che sono solo un po 'sopra lo zero assoluto. Ciò li ha resi inutili per applicazioni come cavi elettrici estremamente efficienti o supercomputer incredibilmente veloci. Negli ultimi decenni, gli scienziati hanno creato nuovi materiali superconduttori che funzionano a temperature sempre più elevate.
Nel nuovo studio, un gruppo di ricercatori si è avvicinato ancora di più al loro obiettivo creando un materiale superconduttivo a meno 9 gradi Fahrenheit (meno 23 gradi Celsius), una delle temperature più alte mai osservate.
Il team ha esaminato una classe di materiali chiamati idruri superconduttori che i calcoli teorici previsti sarebbero superconduttori a temperature più elevate. Per creare questi materiali, hanno utilizzato un piccolo dispositivo chiamato cella a incudine diamantata composta da due piccoli diamanti che comprimono i materiali a pressioni estremamente elevate.
Mettevano un piccolo campione, lungo un paio di micron, di un metallo morbido e biancastro chiamato lantanio all'interno di un foro perforato in una sottile lamina di metallo riempita di idrogeno liquido. L'installazione è stata collegata a sottili cavi elettrici. Il dispositivo ha schiacciato il campione a pressioni comprese tra 150 e 170 gigapascal, che è oltre 1,5 milioni di volte la pressione a livello del mare, secondo la dichiarazione. Hanno quindi usato i raggi X per esaminarne la struttura.
A questa alta pressione, il lantanio e l'idrogeno si combinano per formare idruro di lantanio.
I ricercatori hanno scoperto che a meno 9 F (meno 23 C), l'idruro di lantanio dimostra due su tre proprietà di superconduttività. Il materiale non ha mostrato resistenza all'elettricità e la sua temperatura è diminuita quando è stato applicato un campo magnetico. Non osservarono il terzo criterio, la capacità di espellere i campi magnetici durante il raffreddamento, perché il campione era troppo piccolo, secondo un articolo di News and Views che accompagnava nello stesso numero della rivista Nature.
"Da un punto di vista scientifico, questi risultati suggeriscono che potremmo entrare in una transizione dalla scoperta dei superconduttori attraverso regole empiriche, intuizione o fortuna ad essere guidati da previsioni teoriche concrete", James Hamlin, professore associato di fisica all'Università della Florida, che non faceva parte dello studio, ha scritto nel commento.
In effetti, un gruppo ha riportato risultati simili a gennaio sulla rivista Physical Review Letters. Quei ricercatori hanno scoperto che l'idruro di lantanio potrebbe essere superconduttivo a una temperatura ancora più elevata di 44 F (7 ° C), a condizione che il campione fosse portato a pressioni più elevate - da 180 a 200 gigapascals.
Ma questo nuovo gruppo ha trovato qualcosa di molto diverso: a quelle alte pressioni, la temperatura alla quale il materiale mostra superconduttività diminuisce bruscamente.
Il motivo della discrepanza nei risultati non è chiaro. "In questi casi, sono necessari ulteriori esperimenti, dati, studi indipendenti", ha detto a Live Science l'autore senior Mikhail Eremets, ricercatore di chimica e fisica ad alta pressione presso l'Istituto Max Planck per la chimica in Germania. "Ora possiamo solo discutere."
Il team sta ora pianificando di ridurre la pressione e aumentare la temperatura necessaria per creare questi materiali superconduttori, secondo la dichiarazione. Inoltre, i ricercatori stanno continuando a cercare nuovi composti che potrebbero essere superconduttori ad alte temperature.
Il gruppo ha pubblicato i suoi risultati ieri (22 maggio) sulla rivista Nature.
