เว็บตรง สารประกอบที่อุดมด้วยไฮโดรเจนชนิดใหม่อาจเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ทำลายสถิติ

วัสดุดูเหมือนจะส่งกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานที่อุณ เว็บตรง หภูมิค่อนข้างสูงตัวนำยิ่งยวดกำลังร้อนขึ้นและเจ้าของสถิติโลกอาจเพิ่งถูกปลดออกจากตำแหน่ง

การศึกษาสองชิ้นรายงานหลักฐานของความเป็นตัวนำยิ่งยวด – การส่งไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทาน – ที่อุณหภูมิสูงกว่าที่เคยเห็นมาก่อน ผลกระทบจะปรากฏในสารประกอบแลนทานัมและไฮโดรเจนที่ถูกบีบอัดจนเกิดความดันสูงมาก

ตัวนำยิ่งยวดที่รู้จักทั้งหมดต้องถูกแช่เย็นเพื่อให้ทำงานได้ 

ซึ่งทำให้ยากต่อการใช้งานในการใช้งานจริง หากนักวิทยาศาสตร์พบตัวนำยิ่งยวดที่ทำงานที่อุณหภูมิห้อง วัสดุดังกล่าวสามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และสายส่ง ซึ่งอาจช่วยประหยัดพลังงานจำนวนมหาศาลที่สูญเสียไปกับความต้านทานไฟฟ้าในปัจจุบัน ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงมองหาตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูงอยู่ตลอดเวลา เจ้าของสถิติปัจจุบัน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งต้องถูกบีบอัดด้วย ทำงานได้ต่ำกว่า 203 เคลวิน หรือประมาณ −70° องศาเซลเซียส ( SN: 12/26/15, p. 25 )

หลักฐานใหม่สำหรับความเป็นตัวนำยิ่งยวดขึ้นอยู่กับความต้านทานของสารประกอบแลนทานัมไฮโดรเจนที่ลดลงอย่างมากเมื่อถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนด นักฟิสิกส์ทีมหนึ่งพบว่าความต้านทานของสารประกอบลดลงที่อุณหภูมิ 260 เคลวิน (-13° C) ซึ่งเป็นอุณหภูมิของฤดูหนาวที่หนาวจัด ความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อ้างว่าเกิดขึ้นเมื่อวัสดุถูกบดขยี้ด้วยแรงดันบรรยากาศของโลกเกือบ 2 ล้านเท่าโดยการบีบระหว่างเพชรสองเม็ด ตัวอย่างบางตัวอย่างแสดงให้เห็นสัญญาณของความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงขึ้นถึง 280 เคลวิน (ประมาณ 7° C) นักฟิสิกส์รัสเซลล์เฮมลีย์แห่งมหาวิทยาลัยจอร์จวอชิงตันในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. และเพื่อนร่วมงานรายงานในการศึกษาที่โพสต์ออนไลน์ 23 สิงหาคมที่ arXiv.org เฮมลีย์รายงานครั้งแรกสัญญาณของความเป็นตัวนำยิ่งยวดของสารประกอบในเดือนพฤษภาคมที่มาดริดในการประชุมสัมมนาเรื่องความเป็นตัวนำยิ่งยวดและความดัน

อีกกลุ่มหนึ่งพบหลักฐานของความเป็นตัวนำยิ่งยวดในสารประกอบแลนทานัม-ไฮโดรเจนภายใต้สภาวะที่หนาวเย็น แต่ยังคงทำลายสถิติ นักวิจัยได้บดแลนทานัมและไฮโดรเจนในเครื่องกดเพชร ให้ได้ 1.5 ล้านเท่าของความกดอากาศของโลก เมื่อเย็นตัวลงเหลือประมาณ 215 เคลวิน (-58° C) ความต้านทานของสารประกอบจะ ลดลงอย่างรวดเร็ว นักฟิสิกส์ Mikhail Eremets จากสถาบัน Max Planck สำหรับเคมีในไมนซ์และเพื่อนร่วมงานรายงานในบทความที่โพสต์ออนไลน์เมื่อวันที่ 21 สิงหาคมที่ arXiv.org

ยังไม่ชัดเจนว่าโครงสร้างที่แน่นอนของสารประกอบเคมีคืออะไร 

และทั้งสองกลุ่มกำลังศึกษาวัสดุที่เหมือนกันหรือไม่ ความแตกต่างระหว่างตัวอย่างของทั้งสองทีมอาจอธิบายความคลาดเคลื่อนของอุณหภูมิได้ จากการกระเจิงรังสีเอกซ์จากสารประกอบ เฮมลีย์และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างของวัสดุนั้นสอดคล้องกับ LaH 10ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจน 10 อะตอมสำหรับแลนทานัมทุกอะตอม ทีมงานของ Hemley ได้คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้ว่า LaH 10จะเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง

ผลลัพธ์ที่ได้ “น่าตื่นเต้นมาก” Eva Zurek นักเคมีเชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยบัฟฟาโลในนิวยอร์กกล่าว อย่างไรก็ตาม การศึกษายังไม่เป็นที่แน่ชัด: ยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยเพื่อน และยังไม่ได้แสดงลักษณะพิเศษที่สำคัญของตัวนำยิ่งยวดที่เรียกว่าปรากฏการณ์ Meissner ซึ่งสนามแม่เหล็กถูกขับออกจากวัสดุตัวนำยิ่งยวด ( SN: 8/8/15, p. 12 ). แต่ผลลัพธ์ก็สอดคล้องกับการคาดการณ์ทางทฤษฎีก่อนหน้านี้ของเฮมลีย์และเพื่อนร่วมงาน ดังนั้น Zurek กล่าวว่า “ฉันหวังและสงสัยว่านี่เป็น … ถูกต้อง”

ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อสนับสนุนหลักฐานของความเป็นตัวนำยิ่งยวด “ทั้งสองกลุ่มควรพยายามโน้มน้าวผู้คนมากขึ้น” Eremets กล่าว

ความต้องการของแรงดันสูงพิเศษทำให้วัสดุไม่น่าจะมีประโยชน์สำหรับการใช้งาน แต่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงสามารถนำนักวิทยาศาสตร์ไปสู่ตัวนำยิ่งยวดอื่น ๆ ที่ใช้งานได้จริงมากขึ้น

ตัวนำยิ่งยวดใหม่ที่มีศักยภาพและเจ้าของสถิติคนก่อนนั้นเต็มไปด้วยไฮโดรเจน นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาความเป็นตัวนำยิ่งยวดในวัสดุที่อุดมด้วยไฮโดรเจนดังกล่าว โดยอิงจากการทำนายว่าไฮโดรเจนบริสุทธิ์เมื่อถูกบีบอัดให้มีความดันสูงอย่างมหาศาลจะกลายเป็นโลหะที่มีตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง ( SN: 8/20/16, p. 18 ) แต่โลหะไฮโดรเจนได้รับการพิสูจน์แล้วว่ายากในการผลิต ซึ่งต้องใช้แรงดันที่สูงกว่าที่จำเป็นสำหรับสารประกอบที่อุดมด้วยไฮโดรเจน ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงมองหาความเป็นตัวนำยิ่งยวดในสารประกอบที่เลียนแบบไฮโดรเจนซึ่งสร้างได้ง่ายกว่า

“ภาพนี้สว่างมากเมื่อดูวัสดุเหล่านี้มากขึ้นและพบว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดสูงอย่างน่าอัศจรรย์” เฮมลีย์กล่าว

อนุภาคที่ลุกโชติช่วงแสงที่ตรวจพบโดยเซ็นเซอร์ที่ฝังอยู่ในน้ำแข็งแอนตาร์กติกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามอนุภาคพลังงานสูงเพียงตัวเดียวที่เรียกว่านิวตริโนไปยังกาแลคซีที่กำลังลุกเป็นไฟซึ่งอยู่ห่างออกไป 4 พันล้านปีแสง รายงาน โดย Emily Conoveใน ” นิวตริโนพลังงานสูงได้รับการสืบหาไปยังกาแลคซีของมัน บ้านเกิด ” ( SN: 8/4/18, p. 6 ).

ผู้ใช้ Reddit แทนเนอร์6232สงสัยว่านิวตริโนซึ่งเกือบจะไม่มีมวลและมีประจุเป็นกลาง สามารถโต้ตอบกับน้ำแข็งเพื่อผลิตแสงได้อย่างไร เว็บตรง