Friday, March 24, 2023

물리학자들은 주변 조건에 가까운 조건에서 초전도체의 생성을 주장

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비교적 온화한 압력 하에서 상온에서 초전도성을 달성하는 물질만큼 기술을 혁신적으로 변화시키는 과학의 발견은 거의 없습니다.

물리학자 팀 뉴욕 로체스터 대학의 물리학자인 Ranga Dias가 이끄는 이제 그들은 그것을 깨뜨렸을지도 모른다고 주장하며 수소와 질소가 결합된 루테튬이라는 희토류 금속은 섭씨 21도(화씨 70도)와 약 10,000기압에서 저항 없이 전기를 전도할 수 있습니다. 팀 보고서.

다른 연구자들이 확인한다면 이것은 전류를 생성할 때 열에 에너지를 낭비하지 않는 장치를 만드는 데 있어 엄청난 돌파구가 될 것입니다.

이상적으로 이것은 언젠가 더 효율적인 컴퓨터를 만드는 데 사용될 수 있습니다. 더 빠르고 마찰이 없는 자기 부상 열차; 우수한 X선 기술; 그리고 훨씬 더 강력한 핵융합로.

“이 물질로 주변 초전도 및 응용 기술의 새벽이 도래했습니다.”라고 팀은 보도 자료에서 말했습니다.

연구원들은 물질이 초전도성이 되면 파란색에서 분홍색으로, 나중에는 비초전도성 금속이 되면서 빨간색으로 극적으로 변하기 때문에 이 물질을 ‘reddmatter’라고 명명했습니다.

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너무 흥분하기 전에 지금은 이 팀이 자신의 관찰 내용을 공유하는 연구원 팀일 뿐이라는 점을 명심하세요. 데이터는 저명한 저널에 게재되었습니다. 자연, 많은 논쟁을 불러 일으킬 것입니다. 물리학 세계에는 이미 많은 건전한 회의론이 있습니다.

주요 관심사 중 하나는 동일한 연구원 그룹이 2020년에 실온에서 유사한 초전도체 돌파구에 대한 주장을 발표했다는 것입니다. 이 주장은 나중에 자연 재현성 문제와 데이터에 대한 질문 때문입니다.

초전도성은 일반적으로 발전소에서 집으로 전기가 흐르거나 스마트폰의 내부 회로를 통해 전기가 흐를 때 마찰을 일으키기 때문에 큰 문제입니다. 이 저항으로 인해 에너지가 열로 손실됩니다.

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1911년에 연구원들은 극한의 추위와 높은 압력 하에서 이 저항성을 잃은 일부 재료가 있음을 확인했습니다.

이러한 극한 조건에서 초전도체 내부 전자의 양자 거동은 강화되어 쿠퍼 쌍으로 알려진 것을 형성하여 완벽한 효율성으로 물질을 통과할 수 있도록 합니다.

초전도성은 자기 플럭스 필드를 방출하는 물질을 생성하기 때문에 상대적으로 쉽게 발견할 수 있습니다.

그러나 효율적이고 실용적인 온도와 압력 수준에서 물질을 초전도체로 만드는 것은 엄청나게 어려운 일이었고 물리학자들은 수십 년 동안 연구해 왔습니다.

로체스터 대학의 팀은 이제 reddmatter를 사용하여 이에 근접할 수 있었다고 주장합니다.

이 물질을 만들기 위해 연구원들은 99%의 수소와 1%의 질소로 구성된 가스 혼합물을 개발했습니다. 섭씨 200도에서 며칠 동안 루테튬이 있는 챔버에 방치하면 구성 요소가 반응하여 눈에 띄는 파란색 화합물을 형성합니다.

그런 다음 팀은 극한의 압력을 받는 데 사용되는 다이아몬드 앤빌 내부에 재료를 배치했습니다.

압력이 증가함에 따라 재료는 초전도체가 되면서 파란색에서 분홍색으로 바뀌는 “눈에 띄는 시각적 변형”을 겪었습니다. 팀은 재료 주변의 자기장과 전기 전도도를 모두 측정하여 확인했습니다.

압력 변화를 보여주는 그래프
(Dasenbrock-Gammon 외.자연, 2023)

압력이 계속해서 쌓이면서 물질은 밝은 빨간색으로 변했고, 초전도 단계를 거쳐 비초전도 금속 상태가 되었습니다.

Reddmatter는 평방 인치당 145,000파운드의 압력으로 압축되었을 때 약 섭씨 21도(화씨 70도)에서 초전도성을 나타냈습니다.

이것은 여전히 ​​지구 대기압의 약 10,000배이므로 이를 실용화하려면 여전히 올바른 종류의 구조와 장비가 필요합니다. 당신의 전화에 언제라도 초능력을 줄 것 같지는 않습니다.

그러나 대기압의 수백만 배를 필요로 하는 상온 초전도체에 대한 다른 후보들보다 훨씬 낮은 압력이다.

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현재 가장 큰 문제 중 하나는 연구원들이 전적으로 reddmatter의 정확한 구조를 확신합니다. 그것이 초전도체가 되는 과정을 이해하기 어렵게 만듭니다.

연구에 참여하지 않은 다른 초전도체, 물리학자 ChangQing Jin 및 David Ceperley와는 다른 메커니즘을 통해 초전도성을 달성할 수 있다는 징후가 있습니다. 자연 신규 및 조회수 기사.

“[The] 구조 모델은 유사한 초전도 화합물에 비해 저자의 샘플에 상대적으로 적은 수소가 존재한다는 것을 시사합니다.”라고 그들은 썼습니다.

“확인을 위해서는 추가 연구가 필요할 것입니다. [the] 재료는 고온 초전도체이며, 이 상태가 진동 유도 쿠퍼 쌍에 의해 구동되는지 또는 아직 밝혀지지 않은 비전통적인 메커니즘에 의해 구동되는지 이해합니다.”

디아스는 인정한다 reddmatter가 초전도성을 달성하는 방법에 대해 여전히 이해해야 할 것이 많습니다. 그러나 그는 reddmatter가 최고의 초전도체가 되지 못하더라도 중요한 첫 단계라고 낙관하고 있습니다.

“일상 생활에서 우리는 다양한 응용 분야에 사용하는 다양한 금속을 가지고 있으므로 다양한 종류의 초전도 재료도 필요할 것입니다.”라고 Dias는 말했습니다.

“초전도 소비자 전자 제품, 에너지 전송 라인, 운송 및 핵융합을 위한 자기 구속의 상당한 개선으로 가는 경로가 이제 현실이 되었습니다.”라고 그는 덧붙였습니다.

“우리는 지금 현대 초전도 시대에 있다고 믿습니다.”

이 연구는 자연.

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