Supraleitende Levitation. (US-Energieministerium/Flickr) Wissenschaftlern in Deutschland ist ein neuer Schlag gelungen Supraleitung Meilenstein: Erreichen eines widerstandsfreien elektrischen Stroms bei der bisher höchsten Temperatur: nur 250 Kelvin oder -23 Grad Celsius (-9,4 Grad Fahrenheit).
Die Arbeit wurde von Mikhail Eremets, einem Physiker am Max-Planck-Institut für Chemie, geleitet, der die bisheriger Hochtemperaturrekord für Supraleitung im Jahr 2014, bei 203 Kelvin (-70 Grad Celsius).
Supraleitung , erstmals 1911 entdeckt, ist ein merkwürdiges Phänomen. Normalerweise stößt der Stromfluss auf einen gewissen Widerstand – ähnlich wie beispielsweise der Luftwiderstand einen sich bewegenden Gegenstand zurückdrückt.
Je höher die Leitfähigkeit eines Materials, desto geringer ist der elektrische Widerstand und der Strom kann freier fließen.
Doch bei niedrigen Temperaturen passiert in manchen Materialien etwas Seltsames. Der Widerstand sinkt auf Null und der Strom fließt ungehindert. Wenn dies mit dem sogenannten Meissner-Effekt einhergeht – dem Ausstoß der Magnetfelder des Materials beim Übergang unter diese kritische Temperatur – spricht man von Supraleitung.
Sogenannt Supraleitung bei Raumtemperatur , über 0 Grad Celsius, ist für Wissenschaftler so etwas wie ein Weißwal. Wenn dies gelingt, würde es die elektrische Effizienz revolutionieren und Stromnetze, Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und Elektromotoren erheblich verbessern, um nur einige mögliche Anwendungen zu nennen.
Es ist also etwas, woran viele Labore auf der ganzen Welt gearbeitet haben neue Behauptungen zur Hochtemperatursupraleitung von Zeit zu Zeit das aufziehen bestehen dann die Reproduzierbarkeitstests nicht .
Eremets und sein Team erreichten den bisherigen Hochtemperatur-Supraleitungsrekord mit Schwefelwasserstoff - Ja, die Verbindung, die faule Eier und menschliche Blähungen stinken lässt - unter einem Druck von 150 Gigapascal (der Erdkern ist zwischen 330 und 360 Gigapascal ).
Wissenschaftler, die sich beeilten, die Supraleitung von Schwefelwasserstoff zu verstehen, glauben, dass dieses Ergebnis möglich ist, weil Schwefelwasserstoff ein so leichtes Material ist, dass es mit hohen Geschwindigkeiten vibrieren kann, was höhere Temperaturen bedeutet – aber der Druck ist erforderlich, um zu verhindern, dass es auseinander vibriert.
Diese neue Forschung verwendete ein anderes Material namens Lanthan Hydrid, unter einem Druck von etwa 170 Gigapascal. Früher in diesem Jahr, Das Team berichtete Sie hatten mit diesem Material bei 215 Kelvin (-58,15 °C) Supraleitung erreicht ° , -72 F ° ) – und jetzt, nur ein paar Monate später, haben sie es getan dieses Ergebnis verbessert .
Die neue Temperatur beträgt fast die Hälfte durchschnittliche Wintertemperatur am Nordpol .
„Dieser Sprung um 50 Kelvin gegenüber dem vorherigen kritischen Temperaturrekord von 203 Kelvin.“ schrieben die Forscher in ihrer Arbeit „zeigt die reale Möglichkeit, in naher Zukunft bei hohen Drücken Supraleitung bei Raumtemperatur (also bei 273 Kelvin) zu erreichen, und die Perspektive einer konventionellen Supraleitung bei Umgebungsdruck.“
Es gibt drei Tests, Berichte MIT Technology Review , die als Goldstandard für Supraleitung gelten, und das Team hat nur zwei erreicht: den Abfall des Widerstands unter eine kritische Temperaturschwelle und den Ersatz von Elementen im Material durch schwerere Isotope, um einen entsprechenden Abfall der Supraleitungstemperatur zu beobachten.
Der dritte ist der Meissner-Effekt , so nennt man eine der Signaturen der Supraleitung. Wenn das Material die kritische Temperatur unterschreitet und in die Supraleitung übergeht, stößt es sein Magnetfeld aus.
Das Team hat dieses Phänomen bisher noch nicht beobachtet, da die Probe so klein ist – deutlich unterhalb der Nachweisfähigkeit ihres Magnetometers. Allerdings hat der Übergang in die Supraleitung auch Auswirkungen auf das äußere Magnetfeld. Es handelt sich nicht um einen direkten Nachweis, aber das Team konnte diesen Effekt beobachten.
Es ist nicht der Meissner-Effekt, aber er sieht vielversprechend aus. Und Sie können darauf wetten, dass Physiker, die dazu in der Lage sind, sich gegenseitig überfallen werden, um das Ergebnis des Teams zu überprüfen und zu reproduzieren.
Der Artikel wurde veröffentlicht in Natur , und ein Vorabdruck ist verfügbar unter arXiv .
Eine frühere Version dieses Artikels, die die Vorabversion der Studie abdeckt, wurde im Dezember 2018 veröffentlicht.