Forskare vid George Washington University har tagit ett stort steg mot att nå ett av de mest eftertraktade målen inom fysiken:supraledning i rumstemperatur.

Superledning är bristen på elektrisk motstånd och observeras i många material när de kyls under en kritisk temperatur. Tills nu, supraledande material antogs behöva svalna till mycket låga temperaturer (minus 180 grader Celsius eller minus 292 grader Fahrenheit), vilket begränsade deras tillämpning. Eftersom elektrisk motstånd gör ett system ineffektivt, att eliminera en del av detta motstånd genom att använda supraledare i rumstemperatur skulle möjliggöra effektivare generering och användning av elektricitet, förbättrad energioverföring runt om i världen och kraftfullare datorsystem.

"Supraledning är kanske en av de sista stora gränserna för vetenskapliga upptäckter som kan överskrida vardagliga tekniska tillämpningar, " Maddury Somayazulu, docent vid GW School of Engineering and Applied Science, sa. "Rumsledningens supraledning har varit den ordspråkliga" heliga gralen "som väntar på att hittas, och att uppnå det-om än i 2 miljoner atmosfärer-är ett paradigmförändrande ögonblick i vetenskapshistorien. "

Nyckeln till denna upptäckt var skapandet av en metallisk, väterik förening vid mycket höga tryck:ungefär 2 miljoner atmosfärer. Forskarna använde diamantstädceller, enheter som används för att skapa höga tryck, att pressa ihop mindre prover av lantan och väte. De värmde sedan upp proverna och observerade stora förändringar i strukturen. Detta resulterade i en ny struktur, LaH10, som forskarna tidigare förutspått skulle vara en supraledare vid höga temperaturer.

Medan provet hålls vid högt tryck, teamet observerade reproducerbar förändring i elektriska egenskaper. De mätte signifikanta minskningar i resistivitet när provet svalnade under 260 K (minus 13 C, eller 8 F) vid 180-200 gigapascal tryck, som visar tecken på supraledning vid rumstemperatur. I efterföljande experiment, forskarna såg övergången inträffa vid ännu högre temperaturer, upp till 280 K. Under experimenten, forskarna använde också röntgendiffraktion för att observera samma fenomen. Detta gjordes genom en synkrotronstråle från Advanced Photon Source vid Argonne National Laboratory i Argonne, Illinois.

"Vi tror att detta är början på en ny era av supraledning, "Russell Hemley, en forskningsprofessor vid GW School of Engineering and Applied Science, sa. "Vi har undersökt bara ett kemiskt system - den sällsynta jorden La plus väte. Det finns ytterligare strukturer i detta system, men mer betydelsefullt, det finns många andra väterika material som dessa med olika kemiska kompositioner att utforska. Vi är övertygade om att många andra hydrider - eller superhydrider - kommer att hittas med ännu högre övergångstemperaturer under tryck. "

Studien publicerades idag i tidskriften Fysiska granskningsbrev .