Forskere kan ha funnet ut hvordan man kan utnytte superledere

Dansk forsker skal løse gåden om superledere

Dansk forsker skal løse gåden om superledere
Anonim

Når elektrisitet drives gjennom en slags medium, blir dens styrke vanligvis redusert i noen kapasitet av dirigenten. Dette er kjent som elektrisk motstand - og i de 100-pluss årene vi har spilt rundt med elektrisitet, har vi hatt å gjøre med motstand. Gjennomføring av strøm med null motstand - superledning - er i utgangspunktet umulig akkurat nå. Så det faktum at forskere i Storbritannia nylig unraveled et nøkkel mysterium bak dette fenomenet er et viktig skritt mot å revolusjonere hvordan vi bruker strøm til å drive alle de tingene som er viktige for vår moderne livsstil.

La oss sakte her et øyeblikk. Uten elektrisk motstand kunne vi designe strømnettet som kjører utrolig effektivt - utenfor våre villeste drømmer. Vi lager også super-raske levitating tog, elektriske generatorer som er lavere i vekt og volum, nye former for strømlagring, og mye mer.

Problemet: superledningsevne er bare mulig ved ekstremt lave temperaturer. Og dermed mener jeg absolutt null. Bare ved denne temperaturen kan elektronene parre sammen for å tillate nesten perfekt elektrisk ledningsevne.

Å skape et absolutt null-miljø er imidlertid sindisk upraktisk. Mange forskere forsøker å få superledningsevne ved høyere temperaturer, men de har hatt svært begrenset suksess. Det største problemet er at det bare er veldig vanskelig å studere hva som skjer i så liten skala og ved lave temperaturer.

Den nye studien, forfattet av forskere ved University of Waterloo og publisert i Vitenskap, lyser på noen av mønstrene som skjer under høy temperatur superledningsevne. Laget brukte en ganske ny teknikk som kalles "myk røntgen-spredning" for å se på at superledende elektroner opptrer ved høye temperaturer.

Kort sagt, fant forskerne at visse typer høytemperatur superledere kjennetegnes av elektron nematicitet - der elektronmolene beveger seg inn i en justert og retningsbestemt rekkefølge.

Nå er det rettferdig å påpeke at det er lite innsikt i dataene som ting står akkurat nå. Waterloo-teamet og andre forskere vil trenge litt tid til å analysere bevisene på vei som bidrar til å forklare hvorfor superledningsevne oppstår ved temperaturer høyere enn absolutt null, og hvorfor det mislykkes over en viss terskel. Men nøkkelen synes å være nematicitet. Hvis forskere er i stand til kunstig å produsere elektronnematicitet ved varmere temperaturer, har de sannsynligvis funnet gjennombruddet som gjør superledningsevne mulig.

Og det ville ganske mye være den viktigste teknologiske utviklingen siden vi først begynte bruker strøm.