Kelly Schafler, Hyuston Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Professor Pol Çinq-Vu Çu Hyuston Universitetinin laboratoriyasında almaz zindan hüceyrəsi (DAC) tutur. DAC, UH komandasına ətraf mühit təzyiqində superkeçiricilik üzrə temperatur rekordunu qırmağa kömək etmək üçün istifadə edilmişdir. Mənbə: Hyuston Universiteti

Texas Superkeçiricilik Mərkəzinin (TcSUH) və Hyuston Universitetinin fizika kafedrasının tədqiqatçıları ətraf mühit təzyiqində superkeçiricilik üzrə temperatur rekordunu qırıblar. Bu, nəticədə enerjinin istehsalı, ötürülməsi və saxlanması üçün daha səmərəli yollara gətirib çıxara biləcək bir irəliləyişdir.

UH komandası ətraf mühit təzyiqi altında 151 Kelvin (təxminən mənfi 122 dərəcə Selsi) keçid temperaturuna (T _c ) nail oldu ki, bu da 1911-ci ildə superkeçiriciliyin kəşfindən bəri ətraf mühit təzyiqində qeydə alınan bütün ifratkeçiricilər üçün indiyə qədər qeydə alınmış ən yüksək temperaturdur. Keçid temperaturu, materialın ifratkeçirici hala gəldiyi nöqtədir, yəni elektrik müqavimət olmadan onun üzərindən keçə bilər.

Bu temperaturun artırılması onilliklərdir ki, superkeçiricilik tədqiqatlarında əsas məqsəd olmuşdur. Alimlər Tc-ni otaq temperaturuna nə qədər yaxınlaşdıra bilsələr _, superkeçirici texnologiyalar bir o qədər praktik və əlverişli ola bilər.

UH fizikləri Çinq-Vu Çu və Lianqzi Denqin tədqiqatı 9 martda Milli Elmlər Akademiyasının materiallarında dərc edilib .

Fizika professoru, TcSUH-un təsisçi direktoru və məqalənin baş müəllifi Çu bildirib ki, “Şəbəkədə elektrik enerjisinin ötürülməsi elektrik enerjisinin təxminən 8%-ni itirir. Əgər bu enerjiyə qənaət etsək, bu, milyardlarla dollar qənaət deməkdir və bu, həm də bizə çoxlu səy göstərir və ətraf mühitə təsirləri azaldır.”

Superkeçiricilər elektrik enerjisinin müqavimət olmadan axmasına imkan verir ki, bu da onları elektrik şəbəkələrinin təkmilləşdirilməsi, qabaqcıl tibbi görüntüləmə sistemlərinin qurulması, termoyadroviy enerji texnologiyalarının tətbiqi və daha sürətli elektronikanın inkişafı üçün faydalı edir. Lakin, əksər superkeçiricilər son dərəcə aşağı temperaturlara qədər soyudulmalıdır ki, bu da onları bahalı və istifadəsi çətinləşdirir.

“Materialı ətraf mühit təzyiqinə gətirdikdən sonra, alimlər üçün onu araşdırmaq və ətraf mühit əməliyyatları üçün texnologiyaların daha da inkişaf etdirilməsi üçün yaxşı inkişaf etmiş cihazlardan istifadə etmək daha asan olur”, – deyə fizika üzrə dosent, TcSUH-un baş tədqiqatçısı və məqalənin aparıcı müəllifi Denq bildirib.

Temperatur baryerini aşmaq

_{Yarım əsrdən çoxdur ki, alimlər daha yüksək Tc} olan yeni növ ifratkeçirici materialların axtarışında davamlı irəliləyiş əldə ediblər . Çu və həmkarları tərəfindən 1987-ci ildə aparılan kəşfdə YBCO adlı materialın mənfi 180 dərəcə Selsi və ya 93 K temperaturda ifratkeçiriciliyə çatdığı və yüksək temperaturlu ifratkeçiricilərin hazırlanması üçün dünya miqyasında yarışa başladığı aşkar edilmişdir.

Daha sonra, 1993-cü ildə -140 dərəcə Selsi və ya 133 K-yə qədər temperaturda ifrat keçiriciliyə malik, Hg1223 kimi tanınan civə əsaslı mis-oksid keramikası kəşf edildi və bu günə qədər ətraf mühit təzyiqi rekordunu (Tc ₎ qoruyub saxladı .

UH komandası temperaturu 18 dərəcə Selsi artıraraq 151 K-yə çatdırdı.

Bu irəliləyiş təzyiq söndürmə kimi tanınan bir texnika sayəsində mümkün olmuşdur. Bu, ifrat keçiricilər üçün yeni bir yanaşmadır, baxmayaraq ki, almaz yaratmaq kimi digər sahələrdə də geniş istifadə olunur. Bu metodda tədqiqatçılar əvvəlcə materialın ifrat keçirici xüsusiyyətlərini artırmaq və keçid temperaturunu artırmaq üçün ona güclü təzyiq tətbiq edirlər.

Material təzyiq altında olarkən, müəyyən bir temperatura qədər soyudulur və təzyiqdən tamamilə sürətlə azad edilir, bu da artan ifrat keçiricilik xüsusiyyətlərini effektiv şəkildə “bloklayır”. Bu metoddan istifadə edərək, tədqiqatçılar təzyiq çıxarıldıqdan sonra belə daha yüksək Tc-ni qoruyub saxlaya bildilər _və bu da materialın normal şəraitdə sabit qalmasına imkan verdi.

“Digər tədqiqatçılar təzyiq altında otaq temperaturunda superkeçiriciliyə çatmağın mümkün olduğunu göstəriblər”, – deyə Çu bildirib. “Metodumuz göstərir ki, təzyiqi saxlamadan bu vəziyyəti qoruyub saxlamağın mümkünlüyünü göstərir.”Hg1223-ün 0-dan 15 GPa-ya qədər elektron strukturları. Fermi səviyyəsi, bərk xətlərlə təmsil olunan zolaq struktur qrafiklərində sıfır enerjiyə uyğunlaşdırılıb. Mənbə: Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2536178123

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Tədqiqatı irəli aparmaq

Ətraf mühit təzyiqi altında otaq temperaturunda superkeçiricilik — təxminən 300 K — əsas məqsəd olaraq qalsa da, tədqiqatçılar yeni rekordun irəliyə doğru mühüm bir addım olduğunu və superkeçiricilik dünyasında əhəmiyyətli olduğunu bildiriblər.

“Bu kəşfin böyük potensialı var”, – deyə Çu bildirib. “Biz inanırıq ki, üzərində kifayət qədər insan işləyərsə və kifayət qədər vaxt verilərsə, potensialı reallaşdıra biləcəyik.”

Çu və Denq həmçinin “PNAS” jurnalında dərc olunmuş əlavə məqalənin həmmüəllifləridir . Intellectual Ventures şirkətinin superkeçiricilik tədqiqatları üzrə direktoru Rohit Prasankumar bildirib ki, PNAS- da da dərc olunmuş tamamlayıcı məqalədə materialların daha yüksək temperaturlu superkeçiriciliyə çatması üçün altı fərqli üsul təsvir olunur, bunlardan biri təzyiq söndürmədir.

Prasankumar deyib: “Otaq temperaturunda superkeçiricilik bir əsrdən çoxdur ki, elm adamları tərəfindən “müqəddəs qədəh” kimi qəbul edilir. UH komandasının nəticəsi göstərir ki, bu məqsəd əvvəlkindən daha yaxındır. Lakin, bu tədqiqatda müəyyən edilmiş yeni rekordla otaq temperaturu arasındakı məsafə hələ də təxminən 140 dərəcə Selsi təşkil edir. Bu boşluğu aradan qaldırmaq üçün materialşünaslar, kimyaçılar və mühəndislər, eləcə də fiziklər daxil olmaqla daha geniş elmi ictimaiyyətin birgə, məqsədyönlü səyləri tələb olunacaq.”

Nəşr detalları

Liangzi Deng və digərləri , _{HgBa2Ca2Cu3O8 +δ-} də təzyiq _{söndürmə yolu} ilə mühit təzyiqi 151-K superkeçiriciliyi , Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2536178123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Əsas anlayışlar

SuperkeçiricilikSuperkeçiricilərKriogeniklərTəzyiq üsulları

Hyuston Universiteti tərəfindən təmin edilir