Maggio 21, 2024

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Gli scienziati identificano il primo superconduttore “non convenzionale” al mondo trovato in natura: ScienceAlert

Gli scienziati identificano il primo superconduttore “non convenzionale” al mondo trovato in natura: ScienceAlert

Pochi materiali hanno la straordinaria capacità di trasportare corrente quasi senza resistenza in quella che è nota come superconduttività. La più piccola manciata di essi può essere trovata in natura.

Gli scienziati hanno scoperto che una sostanza con una formula trovata in natura è in grado di supercondurre a basse temperature senza l'uso dei tipici trucchi quantistici, rendendola la prima nel suo genere. Un superconduttore non convenzionale Del suo genere.

I superconduttori sono ottimi e anche molto utili, perché conducono l'elettricità senza perdere energia. Questo di solito è perché i loro elettroni condividono un'identità in ciò che è noto come Coppie di CooperCiò gli consente di passare attraverso una miscela di atomi con relativa facilità.

Le coppie di Cooper nei superconduttori non convenzionali sono collegate in modi che non erano stati descritti nei primi modelli di superconduttività, modi che significano anche che compaiono a temperature più elevate.

Attraverso una serie di test di laboratorio dettagliati, un team internazionale di ricercatori ha scoperto che il minerale miasite – È già noto che è un superconduttore – Può mostrare proprietà superconduttrici non convenzionali.

Il cristallo di miasite è stato prodotto in laboratorio. (Paul Canfield)

Questo miasito è presente in natura e, oltre ad essere qualcosa che gli scienziati possono produrre in laboratorio, è ancora più raro. Tuttavia, va notato che è improbabile che qualsiasi pezzo di miyasite trovato in natura abbia la purezza necessaria per agire come un superconduttore non convenzionale.

“Intuitivamente, pensi che questo sia qualcosa che è stato prodotto intenzionalmente durante una ricerca mirata e che non potrebbe esistere in natura.” Lui dice Il fisico Ruslan Prozorov della Iowa State University. “Ma si è scoperto che era così.”

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Sono stati utilizzati tre diversi test per determinare la superconduttività non convenzionale della mayasite, tra cui: Profondità di penetrazione di Londra Un test che misura l'interazione di una sostanza con un debole campo magnetico.

Un altro test prevedeva la creazione di difetti nel materiale, che potrebbero influenzare la temperatura alla quale diventa un superconduttore. I superconduttori non convenzionali sono più sensibili ai disordini causati da questi difetti rispetto ai materiali superconduttori convenzionali.

La scoperta è stata fatta come parte degli sforzi per trovare materiali nuovi e innovativi per far avanzare campi come la scienza quantistica. Ciò ha portato la squadra a miassisite (Rh17S15), che combina un elemento ad alto punto di fusione (rodio(con un elemento volatile)Zolfo).

“A differenza della natura degli elementi puri, sono state perfezionate miscele di questi elementi che consentono la crescita dei cristalli a bassa temperatura con una pressione di vapore minima”. Lui dice Il fisico Paul Canfield della Iowa State University.

“È come trovare una buca nascosta piena di pesci grossi e grassi. Nel sistema Rh-S abbiamo scoperto tre nuovi superconduttori.”

I superconduttori sono già ampiamente utilizzati in tecnologie come gli scanner MRI e i grandi acceleratori di particelle, ma qui c’è molto potenziale. Data la natura unica del miasite, potrebbe costituire una parte importante di tale potenziale, soprattutto nella sua forma pura e sintetizzata.

I superconduttori non convenzionali possono essere complessi, ma sono anche entusiasmanti, perché promettono di aprire nuove scoperte nel campo della fisica e nuovi usi per la tecnologia dei superconduttori.

“Scoprire i meccanismi alla base della superconduttività non convenzionale è la chiave per applicazioni economicamente valide dei superconduttori”. Lui dice Prozorov.

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La ricerca è stata pubblicata in Materiali di comunicazione.