Članek, ki ga je v sredo objavil Nature, opisuje mešanico elementov, ki so lahko superprevodni pri sobni temperaturi. Sledi splošnemu trendu iskanja novih načinov za dodajanje vodika v mešanico drugih atomov z uporabo ekstremnega pritiska. Ta trend je v prejšnjih raziskavah ustvaril različne visokotemperaturne superprevodnike, čeprav jih je bilo težko opredeliti zaradi vpletenih pritiskov. Ta nova kemikalija pa superprevaja pri veliko nižjih tlakih kot prejšnje različice, kar drugim olajša ponovitev dela.
Vendar je bil eden od njegovih prejšnjih dokumentov o visokotemperaturni superprevodnosti v laboratoriju, ki proizvaja kemikalijo Umaknjeno zaradi pomanjkanja podrobnosti O eni njegovih ključnih meritev. Torej je pošteno staviti, da bodo mnogi drugi raziskovalci to poskušali ponoviti.
okolje z nizkim (ish)tlakom
Tukaj vključena oblika superprevodnosti zahteva, da si elektroni delijo drug z drugim, kar je znano kot Cooperjevi pari. Ena od stvari, ki spodbujajo nastanek Cooperjevega para, je visokofrekvenčna vibracija (imenovana fonon) med atomskimi jedri, s katerimi so ti elektroni povezani. Lažje se je dogovoriti z lažjimi jedri, vodik pa je najlažji. Torej iskanje načinov za pakiranje več vodika v kemikalijo velja za uspešno pot do proizvodnje visokotemperaturnih superprevodnikov.
Vendar najvarnejši način za to vključuje izjemen pritisk. Ti pritiski lahko povzročijo, da vodik vstopi v kristalno strukturo kovin ali tvori z vodikom bogate kemikalije, ki so nestabilne pri nizkih tlakih. Oba pristopa sta povzročila kemikalije z zelo visokimi kritičnimi temperaturami, najvišjo točko, na kateri bodo podpirale superprevodnost. Čeprav so ti dosegli sobno temperaturo, so bili potrebni tlaki veliko gigapaskalov – vsak gigapaskal je bil približno 10.000-krat večji od atmosferskega tlaka na morski gladini.
Skratka, vključuje trgovanje z nepraktičnimi temperaturami za nepraktične pritiske.
Vendar smo upali, da bi te kemikalije lahko uporabili za identifikacijo splošnih principov, ki ustvarjajo to vrsto z vodikom bogate superprevodnosti, nato pa bi jih uporabili za identifikacijo drugih kemikalij, ki lahko povzročijo takšne pogoje. kažejo podobno vedenje, ki ga je veliko lažje vzdrževati.
To se dogaja v novem časopisu. Raziskovalna skupina se je osredotočila na lutecij na podlagi dejstva, da bi morala zasedenost njegovih elektronskih orbital zagotoviti nekaj več elektronov, ki bi lahko sodelovali pri oblikovanju Cooperjevih parov, kar bi lahko olajšalo superprevodnost. In dodali so količine dušika v sledovih v upanju, da bo dopiranje materiala omogočilo kemikaliji, da sprejme konfiguracijo, ki jo je pomagala stabilizirati, kar bi lahko zmanjšalo potreben pritisk.
iznenada
Jasno je bilo, da se nekaj dogaja z mešanico lutecij/dušik/vodik, preden so bile izvedene meritve. V okoljskih pogojih je dodajanje obeh plinov obarvalo lutecij modro, verjetno zaradi vstopa vodika v kovino. Toda, ko se je tlak povečal na tisoče atmosfer, je zmes postala dramatično rožnata, kar se je izkazalo kot povezano s tem, da je zmes postala kovinska. Pri pritiskih, ki so bili več kot 30.000-krat večji od atmosferskega tlaka, so opazili, da je izgubil svoje kovinske lastnosti in postal temno rdeč.
Superprevodnost je bila mogoča v celotnem razponu od 3.000 do 30.000-kratnega atmosferskega tlaka. Zato so raziskovalci delali skozi to območje tlaka, da bi našli tlak, ki podpira najvišjo kritično temperaturo. Vrhunec se je zgodil pri približno 10.000-kratnem atmosferskem tlaku.
Ta temperatura je bila 294 K. To pomeni približno 21 °C ali 70 °F, kar je za večino od nas sobna temperatura.
Superprevodnost spreminja tudi magnetne lastnosti materiala, zato velik del prispevka zavzema razprava o merjenju magnetnih lastnosti vzorcev. To ni lahka naloga glede na to, kako majhen je vzorec in da je stisnjen med vso strojno opremo, potrebno za drobljenje vzorca pod izjemnim pritiskom.
Potrebno je bilo veliko dela, da bi ugotovili, katere so sestavine. Skoraj zagotovo vsebuje nekaj vodika in dušika v kovini, vendar ni jasno, koliko, glede na to, da je presežek katerega koli od obeh plinov mogoče izključiti iz vzorca. Raziskovalci so poskušali narediti kristalografijo na njem, vendar so rezultati nekoliko nejasni. Signal iz vodika (atomska teža ena) pogoltne lutecij (atomska teža 175) in možno je, da se lahko vodik premika po materialu.
Torej, ko identificirajo vodik Moč Vendar ni jasno, koliko od teh mest je bilo dejansko zasedenih. In zaradi tega bo iz obnašanja tega materiala težko izluščiti širša načela.
Lahko verjamemo?
Nad vsem tem visi vrnitev papirja, ki opisuje nekatere prejšnje meritve iz tega istega laboratorija. Trditev so umaknili uredniki Nature zaradi ugovorov raziskovalcev. Umaknili so ga zaradi težav s podatki, vključenimi v magnetne meritve, vendar ga je nedvomno pospešilo dejstvo, da nihče ni mogel potrditi magnetnega obnašanja, ker niso mogli izdelati kemikalij, opisanih v prejšnjem dokumentu.
Glede na to bi bila reakcija črevesja, da trenutnemu delu ne bi verjeli. Vendar je prav tako razumno pričakovati, da so imeli vsi strokovni ocenjevalci novega prispevka podoben odziv, zato je verjetno, da je bil novi prispevek zelo natančno preučen.
Toda pomembno je, da če bi bilo nalogo mogoče reproducirati, bi jo marsikdo lahko opravil razmeroma hitro. To je zato, ker je za njegovo izdelavo potrebna zelo malo izdelana strojna oprema. Dokler ima laboratorij spodoben klimatski sistem, bi moralo biti nepomembno vzdrževati vzorec pri tukaj navedenih temperaturah. Pritiske, potrebne za doseganje gigapaskalov, potrebnih za prejšnje materiale te vrste, je mogoče doseči z veliko manj dovršeno opremo.
Posledično bi moral biti ta material dostopen veliko večjemu številu laboratorijev, kot so prej delali na superprevodnikih, bogatih z vodikom. Torej, če so ti rezultati resnični, bi morali kmalu videti poročila o rezultatih, ki se reproducirajo.
Narava, 2023. DOI: 10.1038/S41586-023-05742-0 ,O DOI,
