Supraleiter sind wählerisch.
Das ist das Problem. Ja, der elektrische Widerstand liegt bei Null, aber man muss das Material entweder mit extremer Kälte oder Quetschdruck oder einem Cocktail aus beidem ausrüsten. Stellen Sie sich vor, Sie stecken einen Diamantamboss in Ihren Kofferraum, um ein Elektrofahrzeug anzutreiben. Es macht den Zweck zunichte.
Nun sieht es allerdings anders aus.
Physiker der University of Houston haben gerade einen Rekord gebrochen. Sie brachten einen Supraleiter dazu, bei -122,15 Grad Celsius zu arbeiten. Klingt kalt? Es ist lebhaft. Aber im Vergleich zum nahezu absoluten Nullpunkt ist es geradezu drückend drückend.
Der bisherige Rekord für Supraleitung bei Umgebungsdruck wurde seit 1993 von einer Quecksilber-Barium-Kalziumoxid-Mischung gehalten. Der Höchstwert lag bei -140 Grad Celsius. Diese neue Charge? Mehr als 20 Grad gestiegen.
Drücken Sie es, um es freizugeben
Wie haben sie es gemacht?
Sie haben es missbraucht.
Das Team nahm Hg1223 – einen Kuprat-Supraleiter mit einer Schicht aus Kupferoxid, Quecksilber und Kalzium – und drückte ihn in einen Diamantamboss. Hart. Bis zu 30 Gigapascar. Das ist fast das 300.000-fache des Luftdrucks auf Meereshöhe.
Dann ließen sie los. Schnell.
Dieses als Druckabschreckung bezeichnete Protokoll hält das Material in einem metastabilen Zustand fest.
Denken Sie an einen Diamanten. Es handelt sich um Kohlenstoff, der der Erdkruste ausgesetzt ist, aber sobald man ihn an die Oberfläche bringt, verwandelt er sich nicht wieder in Graphit. Es bleibt hart. Es bleibt in seiner Hochdruckgeometrie stecken.
Hg1223 verhält sich ähnlich. Wenn Sie den Druck sofort abbauen, können sich die Atome nicht wieder in ihre normale Anordnung zurückversetzen. Es bilden sich kleine Defekte. Diese Defekte sorgen dafür, dass die supraleitenden Elektronen weitertanzen, selbst wenn der Druck wieder auf das normale Niveau absinkt.
„Da dieses Material bei Normaldruck noch supraleitend ist, können Wissenschaftler es mit weit verbreiteten Instrumenten untersuchen“, sagt Hua Zhou vom Argonne National Lab.
Keine Diamantambosse mehr für jedes Experiment. Nur normale Laborausrüstung.
Der Haken ist immer noch da
Seien Sie nicht zu aufgeregt.
Es gibt Supraleiter, die bei wärmeren Temperaturen arbeiten. Lanthandecahydrid wirkt bei -13 Grad Celsius. Sie können diese Temperatur in einem heimischen Gefrierschrank erreichen.
Aber Sie können in Ihrer Garage keinen Druck von 190 Gigapascal erzeugen. Das sind die Druckebenen im äußeren Kern der Erde. Es bleibt also der Kompromiss bestehen: warm, aber extrem teuer in der Stromversorgung. Oder kalt (-122 Grad Celsius), aber normaler Druck.
Hg1223 gewinnt die Drucklotterie, verliert aber die Wärmelotterie.
Warum ist es wichtig?
Denn jetzt haben wir eine Probe zum Experimentieren, für deren Beobachtung keine besonderen geologischen Bedingungen erforderlich sind. Wir können untersuchen, wie es funktioniert. Wir könnten lernen, wie wir die letzte Kette durchbrechen können, die diese Materialien an die Tiefkühltruhe bindet.
Raumtemperatur-Supraleiter könnten Energienetze revolutionieren. Sofort aufgeladene Autos. Magnetische Levitation, die keine Kathedrale aus Magneten benötigt.
Wir sind weit davon entfernt.
Die Forschung landet in Proceedings of the National Academy of Sciences. Es ist ein Schritt.
Ein kleiner, gefrorener, leicht unter Druck stehender Schritt.
Sind wir nah genug dran, um uns darum zu kümmern?
Vielleicht.
Oder vielleicht warten wir einfach nur auf den richtigen Druck.
