Les scientifiques du laboratoire national Ames ont identifié le leading supraconducteur non conventionnel dont la composition chimique est également présente dans la character. La miassite est l’un des quatre minéraux présents dans la nature qui agissent comme supraconducteurs lorsqu’ils sont cultivés en laboratoire. L#39étude de l#39équipe sur la miassite a révélé qu#39il s#39agit d#39un supraconducteur non conventionnel doté de propriétés similaires à celles des supraconducteurs à haute température. Leurs découvertes approfondissent la compréhension des scientifiques sur ce sort de supraconductivité, ce qui pourrait conduire à l#39avenir à une technologie basée sur les supraconducteurs moreover strong et furthermore économique.
On parle de supraconductivité lorsqu#39un matériau peut conduire l#39électricité sans perte d#39énergie. Les supraconducteurs ont des purposes notamment dans les appareils d#39IRM médicale, les câbles d#39alimentation et les ordinateurs quantiques. Les supraconducteurs conventionnels sont bien connus mais ont de faibles températures critiques. La température critique est la température la moreover élevée à laquelle un matériau agit comme supraconducteur.
Dans les années 1980, les scientifiques ont découvert des supraconducteurs non conventionnels, dont beaucoup ont des températures critiques beaucoup additionally élevées. Selon Ruslan Prozorov, scientifique au Ames Lab, tous ces matériaux sont cultivés en laboratoire. Ce fait a conduit à la croyance générale selon laquelle la supraconductivité non conventionnelle n’est pas un phénomène naturel.
Prozorov a expliqué qu#39il est difficile de trouver des supraconducteurs dans la nature vehicle la plupart des éléments et composés supraconducteurs sont des métaux et ont tendance à réagir avec d#39autres éléments, comme l#39oxygène. Il a déclaré que la miassite (Rh17S15) est un minéral intéressant pour plusieurs raisons, dont sa formule chimique complexe. « Intuitivement, vous pensez que c#39est quelque chose qui est produit délibérément lors d#39une recherche ciblée, et cela ne peut pas exister dans la character », a déclaré Prozorov, « Mais il s#39avère que c#39est le cas. »
Paul Canfield, professeur émérite de physique et d#39astronomie à l#39Iowa Condition College et scientifique au Ames Lab, possède une know-how dans la conception, la découverte, la croissance et la caractérisation de nouveaux matériaux cristallins. Il a synthétisé des cristaux de miassite de haute qualité pour ce projet. « Bien que la miassite soit un minéral découvert près de la rivière Miass dans l#39oblast de Chelyabinsk, en Russie », a déclaré Canfield, « il s#39agit d#39un minéral uncommon qui ne pousse généralement pas aussi bien que des cristaux bien formés ».
La society des cristaux de miassite faisait partie d’un work moreover vaste visant à découvrir des composés combinant des éléments à très haut place de fusion (comme le Rh) et des éléments volatils (comme le S). « Contrairement à la mother nature des éléments purs, nous maîtrisons l#39utilisation de mélanges de ces éléments qui permettent la croissance de cristaux à basse température avec une pression de vapeur minimale », a déclaré Canfield. « C#39est comme trouver un trou de pêche caché rempli de gros poissons. Dans le système Rh-S, nous avons découvert trois nouveaux supraconducteurs. Et, grâce aux mesures détaillées de Ruslan, nous avons découvert que la miassite est un supraconducteur non conventionnel. »
Le groupe de Prozorov est spécialisé dans les tactics avancées d#39étude des supraconducteurs à basse température. Il a déclaré que le matériau devait être aussi froid que 50 millikelvins, soit approximativement -460 degrés Fahrenheit.
L#39équipe de Prozorov a utilisé trois tests différents pour déterminer la mother nature de la supraconductivité de la miassite. Le check principal s#39appelle la « profondeur de pénétration de Londres ». Il détermine jusqu’où un faible champ magnétique peut pénétrer dans la masse supraconductrice depuis la surface. Dans un supraconducteur conventionnel, cette longueur est fondamentalement constante à basse température. Cependant, dans les supraconducteurs non conventionnels, elle varie linéairement avec la température. Ce test a montré que la miassite se comporte comme un supraconducteur non conventionnel.
Un autre examination effectué par l#39équipe consistait à introduire des défauts dans le matériau. Prozorov a déclaré que ce exam est une approach emblématique que son équipe a utilisée au cours de la dernière décennie. Il s’agit de bombarder le matériau avec des électrons de haute énergie. Ce processus élimine les ions de leur place, créant ainsi des défauts dans la framework cristalline. Ce désordre peut entraîner des modifications de la température critique du matériau.
Les supraconducteurs conventionnels ne sont pas sensibles aux désordres non magnétiques, ce take a look at ne montrerait donc aucun ou très peu de changement dans la température critique. Les supraconducteurs non conventionnels ont une grande sensibilité au désordre et l#39introduction de défauts modifie ou supprime la température critique. Cela affecte également le champ magnétique critique du matériau. Dans le miassite, l’équipe a découvert que la température critique et le champ magnétique critique se comportaient comme prévu dans les supraconducteurs non conventionnels.
L#39étude des supraconducteurs non conventionnels améliore la compréhension des scientifiques sur leur fonctionnement. Prozorov a expliqué que cela est essential motor vehicle « la découverte des mécanismes à l#39origine de la supraconductivité non conventionnelle est la clé des purposes économiquement rationnelles des supraconducteurs ».
