Nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej w ziarnach grafitu

Oto ciekawy przepis. Weź łyżkę proszku grafitowego i wymieszaj ją ze szklanką wody. Pozostaw na 24 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie przefiltruj proszek. Na koniec piec przez noc w 100 stopniach C i ostudź.

I voila! Materiał nadprzewodzący w temperaturze ponad 300 kelwinów w temperaturze pokojowej. Tak przynajmniej twierdzi dziś Pablo Esquinazi i kumple z Uniwersytetu w Lipsku w Niemczech.

Jeśli brzmi to zbyt pięknie, aby mogło być prawdziwe, warto przyjrzeć się roszczeniu bardziej szczegółowo, ponieważ jest więcej niż kilka zastrzeżeń.

Po pierwsze, nie jest to konwencjonalny materiał sypki. Niemcy twierdzą, że nadprzewodnictwo występuje na granicy między ziarnami grafitu po ich wyschnięciu.

Jest to więc efekt powierzchniowy, który obejmuje tylko maleńki ułamek całkowitej masy węgla w proszku – zaledwie 0,0001 procent masy, według Esquinazi and co.

Co więcej, efekt jest wyraźnie kruchy. Esquinazi i wsp. twierdzą, że nadprzewodnictwo znika, jeśli poddany obróbce proszek zostanie sprasowany w granulki.

Zatem wszystko, co pozwala na pojawienie się nadprzewodnictwa na granicy faz, jest niszczone, gdy ziarna są ze sobą ściskane.

Wreszcie dowody eksperymentalne są raczej kuszące niż ostateczne. W zwykłych okolicznościach roszczenia dotyczące nadprzewodnictwa wymagają trzech różnych linii dowodowych. Po pierwsze, opór jest zerowy. Drugi to efekt Meissnera, w którym próbka odbija zewnętrzne pole magnetyczne. I wreszcie muszą istnieć dowody na nadprzewodnikowe przejście fazowe, takie jak nagła zmiana właściwości magnetycznych materiału, gdy pojawia się nadprzewodnictwo.

To właśnie ten efekt końcowy omawiają w swoim artykule Esquinazi i spółka. Mówią, że właściwości magnetyczne materiału, takie jak jego moment magnetyczny, zmieniają się w sposób zgodny z obecnością nadprzewodzących wirów.

Wskazują, że podobny efekt występuje w innych granulowanych tlenkach nadprzewodzących. Mówią również, że podobne efekty zaobserwowano kilkakrotnie w materiałach węglowych w ciągu ostatnich 40 lat.

Ci faceci stawiają hipotezę, że woda domieszkuje powierzchnię grafitu wodorem, a to odgrywa pewną rolę w łączeniu ziaren ze sobą. To, jak mówią, wyjaśnia nadprzewodnictwo i dlaczego prasowanie ziarna zrywa wiązania między nimi.

To ciekawe, ale w żadnym wypadku nie jest to wsad. Jednak prawdopodobnie spowoduje to lawinę prac nad bardziej szczegółowym badaniem właściwości nasączonego grafitu.

Esquinazi nie byli w stanie zmierzyć właściwości nadprzewodzących poszczególnych ziaren. Będzie to więc priorytet w przyszłych pracach. Fizycy będą chcieli zobaczyć dowody na zerową przewodność i efekt Meissnera w tych cząstkach.

Następnie ważne będzie ustalenie struktury nadprzewodzącego węgla i roli, jaką odgrywa wodór (jeśli w ogóle).

Esquinazi i spółka wskazują na możliwość, że może dojść do wzrostu temperatury nadprzewodzącej niektórych materiałów po nasączeniu alkoholem, o czym dyskutowaliśmy na początku tego roku.

Wreszcie, trudno sobie wyobrazić, że ziarna nadprzewodzące przydadzą się na dłuższą metę, więc fizycy będą chcieli znaleźć sposób na odtworzenie tego efektu w materiale sypkim – na przykład wzdłuż drutu.

Przed nami mnóstwo pracy. Co ważne, Esquinazi i spółka czekali, aż ich praca zostanie opublikowana w: czasopismo recenzowane przed umieszczeniem swojego papieru na arXiv.

To powinno dać fizykom pewność, że jest tu coś, do czego warto dążyć. Oczywiście implikacje i nagrody są potencjalnie ogromne, co dodaje odrobinę dodatkowej zachęty.

Esquinazi i spółka są tego świadomi. Kończą swój artykuł w ten sposób: Ogólne wyniki wskazują, że nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej wydaje się być osiągalne i że zastosowane tutaj lub podobne metody mogą utorować drogę nowej generacji urządzeń nadprzewodzących z nieoczekiwanymi korzyściami dla społeczeństwa.

Będziemy oglądać.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1209.1938 : Czy domieszkowany grafit może wywołać nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej? Dowody na ziarniste nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe w grafitowym proszku uzdatnionym wodą

ukryć