Новая комната

Этот прорыв однажды может изменить технологии, использующие электрическую энергию, но он исходит от команды, которая столкнулась с сомнениями после отзыва статьи о сверхпроводниках.

Алмаз, помещенный в ячейку с алмазной наковальней под микроскопом для использования в экспериментах по сверхпроводимости в лаборатории Рочестерского университета под руководством Ранги П. Диас. Автор фото: Лорен Петракка для The New York Times

Поддерживается

Отправь историю любому другу

Как подписчик, у вас есть 10 подарочных статей. дарить каждый месяц. Любой может прочитать то, чем вы поделитесь.

Кеннет Чанг

В рамках репортажа для этого сюжета Кеннет Чанг посетил лабораторию Рочестерского университета в Нью-Йорке, где изучаются новые сверхпроводящие материалы.

На этой неделе ученые объявили о заманчивом продвижении к мечте о материале, который мог бы легко передавать электричество в повседневных условиях. Такой прорыв может трансформировать практически любую технологию, использующую электрическую энергию, открыв новые возможности для вашего телефона, поездов на магнитной подушке и будущих термоядерных электростанций.

Обычно поток электричества встречает сопротивление при движении по проводам, почти как трение, и некоторая энергия теряется в виде тепла. Сто лет назад физики открыли материалы, которые теперь называются сверхпроводниками, электрическое сопротивление которых, казалось бы, волшебным образом исчезло. Но эти материалы теряли свою стойкость лишь при неземных, сверххолодных температурах, что ограничивало практическое применение. На протяжении десятилетий ученые искали сверхпроводники, работающие при комнатной температуре.

Объявление на этой неделе является последней попыткой в ​​этом направлении, но оно исходит от команды, которая сталкивается с широким скептицизмом, поскольку статья 2020 года, в которой описывался многообещающий, но менее практичный сверхпроводящий материал, была отозвана после того, как другие ученые поставили под сомнение некоторые данные.

Новый сверхпроводник состоит из лютеция, редкоземельного металла, и водорода с примесью небольшого количества азота. Его необходимо сжать до давления 145 000 фунтов на квадратный дюйм, прежде чем он приобретет свои сверхпроводящие способности. Это примерно в 10 раз превышает давление, оказываемое на дно самых глубоких впадин океана.

Но это также меньше одной сотой того, что требовалось в результате 2020 года, что было сродни сокрушительным силам, обнаруженным на глубине нескольких тысяч миль в недрах Земли. Это говорит о том, что дальнейшие исследования материала могут привести к созданию сверхпроводника, который будет работать при комнатной температуре и обычном атмосферном давлении 14,7 фунтов на квадратный дюйм.

«Это начало нового типа материала, который будет полезен для практического применения», — сказал во вторник Ранга П. Диас, профессор машиностроения и физики Рочестерского университета в Нью-Йорке, перед аудиторией, полной ученых. на заседании Американского физического общества в Лас-Вегасе.

Более полный отчет о выводах его команды был опубликован в среду в журнале Nature, том же журнале, который опубликовал, а затем отозвал выводы 2020 года.

Команда в Рочестере начала с небольшой тонкой фольги из лютеция, серебристо-белого металла, который является одним из самых редких редкоземельных элементов, и зажала ее между двумя переплетенными алмазами. Затем в крошечную камеру закачивали газ, состоящий из 99 процентов водорода и 1 процента азота, и сжимали его до высокого давления. Образец нагревали в течение ночи при температуре 150 градусов по Фаренгейту, а через 24 часа давление сбросили.

Примерно в трети случаев этот процесс давал желаемый результат: маленький яркий синий кристалл. «Допирование азотом гидрида лютеция не так-то просто», — сказал доктор Диас.

В одной из лабораторных комнат Рочестерского университета, используемой группой доктора Диаса, аспирантка Хиранья Пасан продемонстрировала удивительное свойство материала изменять оттенок во время визита репортера на прошлой неделе. Когда винты затянулись, чтобы усилить давление, синий цвет превратился в румянец.

«Оно очень розовое», — сказал доктор Диас. По его словам, при еще более высоком давлении «он становится ярко-красным».