ไฮไดรด์แรงดันสูงอาจเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงได้หรือไม่

การวิเคราะห์โครงสร้าง  การศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของแลนทานัมไฮไดรด์ตัวนำยิ่งยวด  การศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีแทนเค้กของแลนทานัมไฮไดรด์ตัวนำยิ่งยวด  รูปแบบการเลี้ยวเบนของผงรังสีเอกซ์ทั่วไปที่วัดสำหรับตัวอย่างที่แสดงขั้นตอนของตัวนำยิ่งยวดที่ ~249 K ต่ำกว่า 150 การวิเคราะห์โครงสร้าง การศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของแลนทานัมไฮไดรด์ตัวนำยิ่งยวด 

การศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีแทน

เค้กของแลนทานัมไฮไดรด์ตัวนำยิ่งยวด รูปแบบการเลี้ยวเบนของผงรังสีเอกซ์ทั่วไปที่วัดสำหรับตัวอย่างที่แสดงขั้นตอนของตัวนำยิ่งยวดที่ ~249 K ต่ำกว่า 150 นักวิจัยจากสถาบัน Max Planck Institute for Chemistry ในเมืองไมนซ์ ประเทศเยอรมนี กล่าวว่าแลนทานัมไฮไดรด์ อาจเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงอย่างน่าทึ่งที่ 250 K (–23 °C) แม้ว่าจะมีแรงกดดันอย่างมากที่ประมาณ 170 GPa ในขณะเดียวกัน อีกทีมหนึ่งจากมหาวิทยาลัยจอร์จวอชิงตันในสหรัฐอเมริกากล่าวว่าได้พบหลักฐานของความเป็นตัวนำยิ่งยวดในวัสดุเดียวกันที่อุณหภูมิสูงกว่า 280 K (7 ° C) ภายใต้แรงกดดัน 202 GPa หากได้รับการยืนยัน การค้นพบนี้อาจเป็นก้าวสำคัญในการค้นหาตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง

ความเป็นตัวนำยิ่งยวดคือการไม่มีความต้านทานไฟฟ้าโดยสมบูรณ์ และพบได้ในวัสดุหลายชนิดเมื่อถูกทำให้เย็นลงจนต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวด ( T c ) ในทฤษฎี Bardeen Cooper Schrieffer (BCS) ของความเป็นตัวนำยิ่งยวด (“ธรรมดา”) สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนเอาชนะแรงผลักไฟฟ้าซึ่งกันและกันและก่อตัวเป็น “คูเปอร์คู่” ที่เดินทางโดยไม่มีใครสนใจผ่านวัสดุเป็นกระแสยิ่งยวด

เป้าหมายที่ใฝ่หามานาน ตัวนำยิ่งยวดที่ดีที่สุดในปัจจุบันจำเป็นต้องทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิฮีเลียมเหลวหรือไนโตรเจนเหลว มิคาอิล เอเรเมตส์ ซึ่งกลุ่มวิจัยได้ค้นพบความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงในไฮโดรเจนซัลไฟด์ภายใต้แรงกดดัน 150 GPa ในปี 2014กล่าวว่า ” ความเป็นตัวนำยิ่งยวดในอุณหภูมิห้อง . ความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องส่งไฟฟ้าได้อย่างมาก และยังช่วยลดความยุ่งยากในการใช้งานในปัจจุบันของตัวนำยิ่งยวด เช่น แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดในตัวเร่งอนุภาค

ก่อนปี 2014 T c  สูงสุด สำหรับตัวนำ

ยิ่งยวดทั่วไปคือ 39 K (–230 °C) สำหรับแมกนีเซียมไดโบไรด์ และหลายคนเชื่อว่าคงเป็นไปไม่ได้ที่จะไปถึงระดับที่สูงขึ้นไปกว่านี้ แม้ว่าจะเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ 164 K ที่ความดันสูงในระบบทองแดง-ออกไซด์ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าตัวนำยิ่งยวดแหกคอก ซึ่งทฤษฎีที่ยอมรับยังขาดอยู่

ไฮไดรด์ตระกูลใหม่ Eremets กล่าวว่า “การค้นพบความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ 203 K ใน H 2 S ได้ดึงความสนใจกลับมาที่ตัวนำยิ่งยวดแบบธรรมดาที่สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎี BCS และ Migdal-Eliashberg “ทฤษฎีเหล่านี้ทำนายว่าตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องสูงและสม่ำเสมอเป็นไปได้ในโลหะที่มีพารามิเตอร์ที่ดีบางอย่าง เช่น การสั่นสะเทือนของโครงข่ายที่ความถี่สูง ขณะนี้ เราสามารถทำนายวัสดุตัวนำยิ่งยวดโดยใช้หลักการแรกในการคำนวณตามทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น และสิ่งเหล่านี้แนะนำตระกูลใหม่ของไฮไดรด์ที่มีโครงสร้างคลาเทรตซึ่งอะตอมของโฮสต์ (Ca, Y หรือ La) อยู่ตรงกลางของกรงที่เกิดขึ้น โดยอะตอมไฮโดรเจน

“แท้จริงแล้ว สำหรับ LaH 10 และ YH 10ตัวนำยิ่งยวดที่มีT cอยู่ในช่วง 240 ถึง 320 K คาดการณ์ได้ที่ความดันเมกะบาร์”การวัดที่แตกต่างกันสามแบบ นักวิจัยกล่าวว่าขณะนี้พวกเขาได้พบหลักฐานสำหรับสิ่งนี้แล้ว ต้องขอบคุณการวัดที่แตกต่างกันสาม แบบใน LaH 10 ประการแรกคือลักษณะความต้านทานลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลง ประการที่สองคือผลกระทบของไอโซโทปที่เรียกว่าซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนในตัวอย่างจะถูกแทนที่ด้วยดิวเทอเรียมที่หนักกว่า การเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในT c (เป็น 168 K ตามที่คาดไว้) เป็นหลักฐานโดยตรงของการจับคู่อิเล็กตรอนของคูเปอร์ในความเป็นตัวนำยิ่งยวดทั่วไป ในที่สุด นักวิจัยได้ยืนยันลักษณะตัวนำยิ่งยวดของการเปลี่ยนแปลงที่ 250 K เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับสนามแม่เหล็กภายนอกที่ใช้ “สนามแม่เหล็กลดT cในตัวนำยิ่งยวดทั่วไปผ่านเอฟเฟกต์การโคจรหรือโดยการทำลายสถานะการปั่นด้ายเดี่ยวของคู่คูเปอร์ Eremets อธิบาย

การทดลองของเราดูเหมือนง่าย แต่ในความ

เป็นจริงแล้วค่อนข้างท้าทายในการตั้งค่า” เขาบอกกับPhysics World “เราวางชิ้นส่วนของโลหะแลนทานัมไว้ในเซลล์ทั่งเพชรในบรรยากาศไฮโดรเจน (หรือดิวเทอเรียม) จากนั้นให้ความร้อนเพื่อสร้างไฮไดรด์ (หรือดิวเทอไรด์) ความดันสามารถสูงถึง 200 GPa (2 เมกะบาร์) ดังนั้นตัวอย่างจึงต้องมีขนาดเล็กมาก – เพียง 10 ไมครอน พวกมันยังต้องเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดสี่ตัวเพื่อให้เราได้รับหลักฐานโดยตรงของความเป็นตัวนำยิ่งยวด สุดท้าย เราต้องวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของวัสดุที่ซินโครตรอนขั้นสูง (APS GeSCARS ในกรณีของเรา)”

เอฟเฟกต์ Meissnerตัวอย่างที่มีขนาดเล็กหมายความว่านักวิจัยยังไม่สามารถวัดผลกระทบของ Meissner (ตัวบ่งชี้ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของความเป็นตัวนำยิ่งยวด) ในวัสดุของพวกเขา “เราตรวจพบผลกระทบนี้ในกรณีของ H 2 S แต่ตัวอย่างเหล่านี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 100 ไมครอนมาก ตัวอย่าง LaH 10  ของเรา มีขนาดเล็กกว่า 10 เท่า ซึ่งหมายความว่าสัญญาณการทำให้เป็นแม่เหล็กของพวกมันต่ำกว่าความไวของเครื่องวัดความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กแบบ SQUID เราจึงต้องพัฒนาเทคนิคการทดลองอื่นๆ เพื่อตรวจจับสัญญาณนี้”

ในการทดลองที่คล้ายคลึงกัน นักวิจัยที่นำโดยRussell Hemleyจากมหาวิทยาลัย George Washingtonในสหรัฐอเมริกากล่าวว่าพวกเขาได้สังเกตเห็นการลดลงอย่างกะทันหันของความต้านทานไฟฟ้าที่ 280 K (7 ° C) ใน LaH 10 ที่ความดันสูงถึง 202 GPa ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขายังตรวจพบผลกระทบของ Meissner ในเอกสารนี้ในงานติดตามผล (ยังไม่ได้เผยแพร่) พวกเขาทำการทดลองที่ Argonne National Lab ในรัฐอิลลินอยส์

ผลลัพธ์ของกลุ่ม Eremet และ Hemley และเพื่อนร่วมงานยังคงต้องได้รับการยืนยันอย่างอิสระ อย่างไรก็ตามJorge Hirschจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียแห่งซานดิเอโกซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาทั้งสองกล่าว “เราต้องระวังไม่ให้ความมั่นใจสูงเกินไปในผลการทดลองที่ได้รับภายใต้เงื่อนไขการทดลองที่ยากมาก เมื่อพวกเขาดูเหมือนจะเห็นด้วยกับการคาดการณ์ของทฤษฎี BCS และอาจพิจารณาถึงความเป็นไปได้ของสิ่งประดิษฐ์ทดลอง” เขากล่าว

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย