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Los físicos afirman la creación de un superconductor en condiciones casi ambientales: ScienceAlert
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Los físicos afirman la creación de un superconductor en condiciones casi ambientales: ScienceAlert

Pocos descubrimientos en la ciencia revolucionarían tanto la tecnología como un material que alcanza la superconductividad a temperatura ambiente, bajo presiones relativamente suaves.

Un equipo de físicos dirigido por Ranga Dias, físico de la Universidad de Rochester en Nueva York ahora afirma que pueden haberlo roto, lo que demuestra una El metal de tierras raras llamado lutecio combinado con hidrógeno y nitrógeno puede conducir electricidad sin resistencia a 21 grados Celsius (70 grados Fahrenheit) y alrededor de 10,000 atmósferas de presión. el equipo informa.

Esto puede sonar como si todavía fuera un complemento inutilizable, pero el nota de los investigadores que actualmente se utilizan presiones aún más altas en procesos de ingeniería, como la fabricación de chips, por lo que es algo que se puede lograr fuera de un laboratorio especializado.

Si otros investigadores lo confirman, este sería un gran paso adelante en la creación de dispositivos que no desperdicien energía en calor al producir una corriente.

Idealmente, esto podría usarse algún día para crear computadoras más eficientes; trenes de levitación magnética más rápidos y sin fricción; tecnología superior de rayos X; e incluso reactores de fusión nuclear más potentes.

«Con este material llegó el amanecer de la superconductividad ambiental y las tecnologías aplicadas». el equipo dijo en un comunicado de prensa.

Los investigadores llamaron al material ‘materia roja’ debido a que el material cambia drásticamente de azul a rosa a medida que se vuelve superconductor, y luego a rojo cuando se convierte en un metal no superconductor.

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Antes de que te emociones demasiado, recuerda que por ahora esto es solo un equipo de investigadores que comparte sus propias observaciones. Los datos fueron publicados en la prestigiosa revista Naturaleza, y sin duda atraerá mucho debate. Ya hay suficiente escepticismo saludable en el mundo de la física.

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Una de las principales preocupaciones es que este mismo grupo de investigadores publicó afirmaciones de una innovación superconductora similar a temperatura ambiente, en 2020. Esta afirmación fue posteriormente retractado por Naturaleza debido a problemas de reproducibilidad y dudas sobre los datos.

La superconductividad es muy importante porque, por lo general, cuando la electricidad fluye a través de los cables, por ejemplo, desde una planta de energía hasta su hogar o a través de los circuitos internos de su teléfono inteligente, encuentra fricción. Esta resistencia da como resultado la pérdida de energía en forma de calor.

en 1911Los investigadores identificaron que había algunos materiales que perdían esta resistencia bajo condiciones de frío extremo y alta presión.

Bajo estas condiciones extremas, los comportamientos cuánticos de los electrones dentro de los superconductores se fortalecen para permitirles formar lo que se conoce como pares de cobrepermitiéndoles moverse a través del material con perfecta eficiencia.

La superconductividad es relativamente fácil de detectar, ya que también da como resultado una expulsión de material. campos de flujo magnético.

Pero lograr que los materiales superconductores alcancen temperaturas y niveles de presión eficientes y prácticos ha sido un desafío increíble, y los físicos han pasado décadas trabajando.

El equipo de la Universidad de Rochester afirma que ahora han logrado acercarse a eso con reddmatter.

Para crear el material, los investigadores desarrollaron una mezcla de gases compuesta por un 99 % de hidrógeno y un 1 % de nitrógeno. Dejado en una cámara con lutecio durante unos días en 200 grados Celsiuslos componentes reaccionaron para formar un llamativo compuesto azul.

Luego, el equipo colocó el material dentro de un yunque de diamante que se usa para colocar materiales bajo una presión extrema.

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A medida que aumentaba la presión, el material experimentaba un «marcada transformación visual«, cambiando de azul a rosa cuando se volvió superconductor, algo que el equipo confirmó al medir los campos magnéticos alrededor del material y su conductividad eléctrica.

(Dasenbrock-Gammon et al.Naturaleza, 2023)

A medida que la presión siguió aumentando, el material se volvió rojo brillante, pasando por su fase superconductora y entrando en un estado metálico no superconductor.

Reddmatter exhibió superconductividad a alrededor de 21 grados Celsius (70 Fahreneheit), cuando se comprimió a una presión de 145,000 libras por pulgada cuadrada.

Esto es todavía aprox. 10.000 veces la presión de la atmósfera terrestre, por lo tanto, aún requeriría los tipos correctos de estructuras y equipos para hacer un uso práctico de él. Es poco probable que le dé superpoderes a su teléfono en el corto plazo.

Pero es una presión significativamente más baja que otros candidatos a superconductores a temperatura ambiente, que requieren millones de veces la presión atmosférica.

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Uno de los grandes problemas ahora es que los investigadores no están completamente seguro de la estructura exacta de reddmatter. Esto hace que sea difícil entender cómo se está convirtiendo en superconductor.

Hay indicios de que puede estar logrando la superconductividad a través de un mecanismo diferente al de otros superconductores, los físicos ChangQing Jin y David Ceperley, que no participaron en la investigación. nota en un acompañamiento Naturaleza Nuevo artículo y opiniones.

«[The] modelo estructural… sugiere que hay relativamente poco hidrógeno presente en las muestras de los autores en comparación con compuestos superconductores similares». escriben.

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«Se necesitarán más investigaciones para confirmar que [the] el material es un superconductor de alta temperatura, y luego entender si ese estado es impulsado por pares de Cooper inducidos por vibraciones, o por un mecanismo no convencional que aún no se ha descubierto”.

días admitir queda mucho por entender acerca de cómo la materia roja logra la superconductividad. Pero sigue siendo optimista de que reddmatter es un primer paso importante, incluso si no termina siendo el mejor superconductor que existe.

«En la vida cotidiana, tenemos muchos metales diferentes que usamos para diferentes aplicaciones, por lo que también necesitaremos diferentes tipos de materiales superconductores», dijo. dichos dias.

«Un camino hacia la electrónica de consumo superconductora, las líneas de transferencia de energía, el transporte y mejoras significativas desde el confinamiento magnético hasta la fusión es ahora una realidad», dijo. añadió.

«Creemos que ahora estamos en la era superconductora moderna».

La investigación fue publicada en Naturaleza.

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