العلماء يحددون أول موصل فائق “غير عادي” في العالم موجود في الطبيعة: Science Alert

تتمتع بعض المواد بقدرة مذهلة على حمل التيار دون مقاومة، وهو ما يُعرف بالموصلية الفائقة. أصغرها موجود في الطبيعة.

اكتشف العلماء، لأول مرة، أن مادة ذات صيغة موجودة في الطبيعة قادرة على التوصيل الفائق عند درجات حرارة منخفضة دون استخدام الحيل الكمومية التقليدية. موصل فائق غير عادي انها نوع من.

الموصلات الفائقة رائعة ومفيدة للغاية لأنها توصل الكهرباء دون فقدان الطاقة. وهذا عادة ما يكون بفضل الهوية المشتركة التي تسمى الإلكترونات أزواج كوبرمما يسمح لها بالانزلاق بسهولة نسبية عبر صخب الذرات.

تتحد أزواج كوبر في الموصلات الفائقة غير العادية بطرق لم يتم وصفها في النماذج المبكرة للموصلية الفائقة، مما يعني أنها تظهر عند درجات حرارة عالية.

ومن خلال سلسلة من الاختبارات المعملية المكثفة، توصل فريق دولي من الباحثين إلى معدن الميازيد – المعروف بالفعل باسم موصل فائق – يمكن أن تظهر خصائص فائقة التوصيل غير عادية.

يتواجد هذا الميازيت في الطبيعة وهو ما يمكن للعلماء تصنيعه في المختبر مما يجعله أكثر ندرة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه لا توجد قطع طبيعية من الميازيت من المحتمل أن تتمتع بالنقاء المطلوب لتكون بمثابة موصل فائق غير عادي.

“بشكل بديهي، تعتقد أنه شيء تم إنشاؤه عمدًا أثناء بحث مركّز، ولا يمكن أن يكون في الطبيعة.” هو يقول رسلان بروزوروف، فيزيائي في جامعة ولاية آيوا. “لكنه سيتغير.”

تم استخدام ثلاث تجارب مختلفة لتحديد الموصلية الفائقة غير العادية للميازيت عمق اختراق لندن اختبار يقيس استجابة المادة لمجال مغناطيسي ضعيف.

يتضمن اختبار آخر خلق عيوب في المادة، والتي يمكن أن تؤثر على درجة الحرارة التي تصبح عندها موصلًا فائقًا. تعتبر الموصلات الفائقة غير التقليدية أكثر حساسية للاضطراب الناجم عن هذه العيوب من المواد فائقة التوصيل التقليدية.

تم هذا الاكتشاف كجزء من الجهود المبذولة للعثور على مواد جديدة ومبتكرة لتطوير مجالات مثل علم الكم. أدى هذا إلى ضلال الفريق (Rh₁₇س₁₅)، والذي يجمع بين عنصر نقطة انصهار عالية (الروديوم) مع مكون متطاير (الكبريت)

“وعلى النقيض من طبيعة العناصر النقية، فقد أتقنا استخدام مخاليط هذه العناصر التي تسمح بنمو البلورات في درجات حرارة منخفضة مع ضغوط بخار منخفضة.” هو يقول الفيزيائي بول كانفيلد من جامعة ولاية أيوا.

“إنه مثل العثور على حفرة صيد مخفية مليئة بالأسماك الكبيرة. لقد اكتشفنا ثلاثة موصلات فائقة جديدة في نظام Rh-S.”

تُستخدم الموصلات الفائقة بالفعل على نطاق واسع في تقنيات مثل ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي ومسرعات الجسيمات الكبيرة، ولكن هناك إمكانات أكبر بكثير هنا. ونظراً للطبيعة الفريدة للميازيد، فمن الممكن أن يشكل جزءاً كبيراً من هذه الإمكانية – وخاصة في أنقى صوره المصنعة.

قد تكون الموصلات الفائقة غير التقليدية معقدة، ولكنها أيضًا مثيرة لأنها تعد بفتح اكتشافات جديدة في الفيزياء وتطبيقات جديدة لتكنولوجيا الموصلات الفائقة.

“إن اكتشاف الآليات الكامنة وراء الموصلية الفائقة غير العادية أمر بالغ الأهمية للتطبيقات السليمة اقتصاديًا للموصلات الفائقة.” هو يقول بروزوروف.

نشرت في الأطروحة مواد الاتصال.