Poucas descobertas científicas revolucionarão tanto a tecnologia quanto um material que atinge a supercondutividade à temperatura ambiente, sob pressões relativamente amenas.
Uma equipe de físicos Liderado por Ranga Dias, físico da Universidade de Rochester, em Nova York Ele agora afirma que eles podem tê-lo quebrado, o que indica uma Um metal de terras raras chamado lutécio, juntamente com hidrogênio e nitrogênio, pode conduzir eletricidade sem resistência a apenas 21 graus Celsius (70 graus Fahrenheit) e cerca de 10.000 atmosferas. Relatórios da equipe.
Se outros pesquisadores confirmarem isso, seria um grande avanço na criação de dispositivos que não desperdiçam energia com calor ao produzir uma corrente.
Idealmente, isso poderia um dia ser usado para criar computadores mais eficientes; trens maglev mais rápidos e sem atrito; tecnologia superior de raios-x; e reatores de fusão nuclear ainda mais poderosos.
“Com esses materiais, chegou o alvorecer da supercondutividade ambiental e das tecnologias aplicadas”, disse a equipe Em um comunicado de imprensa.
Os pesquisadores chamaram o material de “matéria vermelha” porque o material muda drasticamente de azul para rosa quando se torna supercondutor e, posteriormente, para vermelho quando se torna um metal não supercondutor.
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Antes de ficar muito animado, lembre-se de que, por enquanto, esta é apenas uma equipe de pesquisadores compartilhando suas próprias observações. Os dados foram publicados na prestigiada revista naturezaCom certeza vai gerar muita discussão. Já existe muito ceticismo saudável no mundo da física.
Uma grande preocupação é que esse mesmo grupo de pesquisadores publicou alegações de um avanço semelhante em supercondutores à temperatura ambiente, em 2020. Essa alegação foi posteriormente mergulhar antes natureza Devido a problemas de reprodução e dúvidas sobre os dados.
A supercondutividade é um problema tão grande porque, normalmente, quando a eletricidade flui pelos fios – digamos, indo de uma usina de energia para sua casa ou através dos circuitos internos do seu smartphone – ela encontra atrito. Essa resistência resulta em perda de energia na forma de calor.
Em 1911Os pesquisadores determinaram que existem alguns materiais que perderam essa resistência sob frio extremo e alta pressão.
Nessas condições extremas, os comportamentos quânticos dos elétrons dentro dos supercondutores se fortalecem para permitir que formem o que é conhecido como supercondutor. pares de cooperpermitindo que eles se movam através do material com eficiência ideal.
A supercondutividade é relativamente fácil de detectar porque também repele materiais campos de fluxo magnético.
Mas tornar os materiais supercondutores em temperaturas e níveis de pressão eficazes e práticos é um grande desafio, no qual os físicos passaram décadas trabalhando.
A equipe da Universidade de Rochester afirma que agora chegou perto disso usando matéria vermelha.
Para criar o material, os pesquisadores desenvolveram uma mistura gasosa de 99% de hidrogênio e 1% de nitrogênio. Deixado em uma sala com lutécio por alguns dias em 200 graus CelsiusOs componentes reagiram para formar um composto azul deslumbrante.
A equipe então colocou o material dentro de uma bigorna de diamante, que é usada para colocar o material sob intensa pressão.
Com o aumento da pressão, o material foi submetido a “Mudança visual perceptível‘, passando de azul para rosa à medida que se tornava supercondutor – algo que a equipe confirmou medindo os campos magnéticos ao redor do material e sua condutividade elétrica.
À medida que a pressão continuou a aumentar o material, ele ficou vermelho brilhante, passando por sua fase supercondutora para um estado metálico não supercondutor.
Reddmatter mostrou supercondutividade em cerca de 21 graus Celsius (70 Fahrenheit), quando comprimido a uma pressão 145 mil libras por polegada quadrada.
Isso ainda é uma aproximação 10.000 vezes a pressão da atmosfera da Terra, por isso ainda requer os tipos certos de estruturas e equipamentos para fazer uso prático dele. Não é provável que você dê superpoderes ao seu telefone tão cedo.
Mas é uma pressão muito menor do que outros candidatos a supercondutores de temperatura ambiente, que exigem milhões de vezes a pressão atmosférica.
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Um dos grandes problemas agora é que os pesquisadores não estão completamente Certifique-se da composição exata do material vermelho. Isso torna difícil entender como eles se tornam supercondutores.
Há indícios de que a supercondutividade pode ser alcançada por meio de um mecanismo diferente de outros supercondutores, disseram os físicos ChangQing Jin e David Ceperley, que não participaram da pesquisa. Nota no anexo natureza Novo artigo e visualizações.
“[The] O modelo estrutural… indica que há relativamente pouco hidrogênio nas amostras dos autores em comparação com compostos supercondutores similares,” eles escrevem.
Mais pesquisas seriam necessárias para confirmar isso [the] O material é um supercondutor de alta temperatura, portanto, ainda não foi revelado se esse estado é impulsionado por vibrações causadas por pares de Cooper ou por um mecanismo não convencional. “
dias ele admite Ainda há muito a ser entendido sobre como a matéria vermelha atinge a supercondutividade. Mas ele ainda está otimista, o reddmatter é um primeiro passo importante, mesmo que não seja o melhor supercondutor que existe.
“Na vida cotidiana, temos muitos metais diferentes que usamos para diferentes aplicações, então também precisaremos de diferentes tipos de materiais supercondutores.” dias disse.
“O caminho para eletrônicos de consumo supercondutores, transmissão de energia e linhas de transmissão e melhorias significativas no confinamento magnético de fusão agora é uma realidade.” ele adicionou.
“Acreditamos que agora estamos na era da supercondutividade moderna.”
Pesquisa publicada em natureza.
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