Forskare vid UC San Diego och Brookhaven Laboratory i New York letade efter supraledande material där forskare har haft lite tur tidigare. Inriktar sig på en mångsidig population av meteoriter, de undersökte de 15 bitarna av kometer och asteroider för att hitta "Mundrabilla" och "GRA 95205" - två meteoriter med supraledande korn.

Medan meteoriter – på grund av deras extrema ursprung i rymden – ger forskare en mängd olika materialfaser från de äldsta tillstånden i solsystemet, de presenterar också detektionsutmaningar på grund av fasernas potentiellt mycket små mätbarhet. Forskargruppen övervann denna utmaning med en ultrakänslig mätteknik som kallas magnetfältsmodulerad mikrovågsspektroskopi (MFMMS). Detaljer om deras arbete publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

I deras papper, UC San Diego forskare Mark Thiemens, Ivan Schuller och James Wampler, tillsammans med Brookhaven Labs Shaobo Cheng och Yimei Zhu, karakterisera meteoriternas faser som legeringar av bly, tenn och indium (den mjukaste icke-alkalimetallen). De säger att deras fynd kan påverka förståelsen av flera astronomiska miljöer, noterar att supraledande partiklar i kalla miljöer kan påverka planetbildningen, form och ursprung för magnetiska fält, dynamo effekter, rörelse av laddade partiklar med mera.

"Naturligt förekommande supraledande material är ovanliga, men de är särskilt betydelsefulla eftersom dessa material kan vara supraledande i utomjordiska miljöer, sa Wampler, en postdoktor i Schuller Nanoscience Group och tidningens första författare.

Schuller, en framstående professor vid institutionen för fysik med expertis inom supraledning och neuromorfisk beräkningar, vägledde studiens metodologiska tekniker. Efter att ha mildrat detektionsutmaningen med MFMMS, forskarna delade upp och mätte individuella prover, gör det möjligt för dem att isolera kornen som innehåller den största supraledningsfraktionen. Nästa, teamet karakteriserade kornen med en rad vetenskapliga tekniker inklusive vibrationsprovmagnetometry (VSM), energidispersiv röntgenspektroskopi (EDX) och numeriska metoder.

"Dessa mätningar och analyser identifierade de troliga faserna som legeringar av bly, indium och tenn, sa Wampler.

Enligt Thiemens, en framstående professor i kemi och biokemi, meteoriter med extrema bildningsförhållanden är idealiska för att observera exotiska kemiska arter, som supraledare — material som leder elektricitet eller transporterar elektroner utan motstånd. Han noterade, dock, det unika med supraledande material som förekommer i dessa utomjordiska [mindre] planeter.

"Min del av projektet var att avgöra vilken av de tiotusentals meteoriterna av många klasser som var en bra kandidat och att diskutera relevansen för planetära processer; en från järnnickelkärnan på en planet, den andra från den mer ytliga delen som har blivit hårt bombarderad och var bland de första meteoriterna där diamanter observerades, sa Thiemens.

Enligt den kosmologiska kemisten, som har en meteorit uppkallad efter sig — Asteroid 7004Markthiemens — Mundrabilla är en järnsulfidrik meteorit från en klass som bildats efter att ha smält i asteroida kärnor och svalnat mycket långsamt. GRA 95205, å andra sidan, är en ureilitmeteorit - en sällsynt stenliknande bit med unik mineralsmink - som genomgick kraftiga stötar under sin bildning.

Enligt Schuller, supraledning i naturliga prover är extremt ovanlig.

"Naturligt insamlade material är inte fasrena material. Även det enklaste supraledande mineralet, leda, finns endast sällan i sin ursprungliga form, " förklarade Schuller.

Forskarna var överens om att de bara kände till en tidigare rapport om naturlig supraledning, i mineralet covellit; dock, eftersom de supraledande faserna de rapporterar i PNAS-artikeln finns i två sådana olika meteoriter, det finns sannolikt i andra meteoriter.