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Wissenschaftler identifizieren den weltweit ersten „unkonventionellen“ Supraleiter, der in der Natur gefunden wurde: ScienceAlert

Nur wenige Materialien verfügen über die unheimliche Fähigkeit, Strom fast ohne Widerstand zu leiten, was als Supraleitung bekannt ist. Die kleinste Handvoll davon kommt in der Natur vor.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass eine Substanz mit einer in der Natur vorkommenden Formel bei niedrigen Temperaturen ohne den Einsatz typischer Quantentricks supraleitend sein kann und damit die erste ihrer Art ist. Ein unkonventioneller Supraleiter Von seiner Art.

Supraleiter sind großartig und auch sehr nützlich, weil sie Elektrizität leiten, ohne Energie zu verlieren. Dies liegt normalerweise daran, dass ihre Elektronen eine sogenannte Identität haben Cooper-PaareDadurch kann es relativ leicht ein Atomgemisch passieren.

Cooper-Paare in unkonventionellen Supraleitern sind auf eine Weise verbunden, die in frühen Modellen der Supraleitung nicht beschrieben wurde, was auch bedeutet, dass sie bei höheren Temperaturen auftreten.

Durch eine Reihe detaillierter Labortests fand ein internationales Forscherteam heraus, dass das Mineral Miasit – Es ist bereits bekannt, dass es sich um einen Supraleiter handelt – Es kann unkonventionelle supraleitende Eigenschaften aufweisen.

Der Miasite-Kristall wurde im Labor hergestellt. (Paul Canfield)

Dieses Miasite kommt in der Natur vor und ist nicht nur etwas, das Wissenschaftler im Labor herstellen können, sondern sogar noch seltener. Es sollte jedoch beachtet werden, dass es unwahrscheinlich ist, dass ein in der Natur vorkommendes Stück Miyasit die erforderliche Reinheit aufweist, um als unkonventioneller Supraleiter zu fungieren.

„Intuitiv denkt man, dass dies etwas ist, das während gezielter Forschung absichtlich erzeugt wurde und in der Natur nicht existieren könnte.“ sagen Der Physiker Ruslan Prozorov von der Iowa State University. „Aber es stellte sich heraus, dass es so war.“

Zur Bestimmung der unkonventionellen Supraleitung von Mayasit wurden drei verschiedene Tests verwendet, darunter: Tiefe der Durchdringung Londons Ein Test, der die Wechselwirkung einer Substanz mit einem schwachen Magnetfeld misst.

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Bei einem weiteren Test wurden Defekte im Material erzeugt, die sich auf die Temperatur auswirken könnten, bei der es zum Supraleiter wird. Unkonventionelle Supraleiter reagieren empfindlicher auf durch diese Defekte verursachte Störungen als herkömmliche supraleitende Materialien.

Die Entdeckung erfolgte im Rahmen der Bemühungen, neue und innovative Materialien zu finden, um Bereiche wie die Quantenwissenschaft voranzutreiben. Dies führte das Team zu miassisite (Rh17S15), das ein Element mit hohem Schmelzpunkt (Rhodium(mit einem flüchtigen Element)Schwefel).

„Im Gegensatz zur Natur reiner Elemente wurden Mischungen dieser Elemente perfektioniert, die ein Kristallwachstum bei niedriger Temperatur und minimalem Dampfdruck ermöglichen.“ sagen Physiker Paul Canfield von der Iowa State University.

„Es ist, als würde man ein verstecktes Angelloch voller großer, fetter Fische finden. Im Rh-S-System haben wir drei neue Supraleiter entdeckt.“

Supraleiter werden in Technologien wie MRT-Scannern und großen Teilchenbeschleunigern bereits häufig eingesetzt, doch hier gibt es noch viel Potenzial. Angesichts der einzigartigen Natur von Miasite könnte es einen großen Teil dieses Potenzials ausmachen – insbesondere in seiner reinen und synthetisierten Form.

Unkonventionelle Supraleiter mögen komplex sein, aber sie sind auch spannend, denn sie versprechen neue Entdeckungen in der Physik und neue Einsatzmöglichkeiten für die Supraleitertechnologie.

„Die Aufklärung der Mechanismen hinter unkonventioneller Supraleitung ist der Schlüssel zu wirtschaftlich sinnvollen Anwendungen von Supraleitern.“ sagen Prosorow.

Die Forschung wurde veröffentlicht in Kommunikationsmaterialien.

Magda Franke

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