Малко са материалите, които притежават невероятния талант да пренасят ток без почти никакво съпротивление в така наречената свръхпроводимост. Особено тези в природата.

Учените откриват, че един материал с формула, която се среща в природата, е способен на свръхпроводимост при ниски температури, без да използва типичните квантови трикове, което го прави първия неконвенционален свръхпроводник от този вид.

Свръхпроводниците са очарователни и изключително полезни, тъй като провеждат електричество без загуба на енергия. Обикновено това се дължи на електроните, които споделят идентичността си в т.нар. двойки на Купър, което им позволява да се промъкват сравнително лесно през атомите.

Куперовите двойки в неконвенционалните свръхпроводници се свързват по начини, които не са били описани в ранните модели на свръхпроводимостта (и които също така означават, че те се появяват при по-високи температури).

Чрез поредица от подробни лабораторни тестове международен екип от изследователи установява, че минералът миасит - за който вече е известно, че е свръхпроводник - може да прояви свойствата на неконвенционален свръхпроводник.

Фактът, че миаситът се среща в природата и че учените могат да го синтезират в лаборатория, го прави още по-рядък. Все пак си струва да се отбележи, че е малко вероятно парчетата от него, открити в природата, да имат необходимата чистота, за да функционират като неконвенционален свръхпроводник.

„Човек се доверява на интуицията си и приема, че това е нещо, което е произведено целенасочено по време на съсредоточено търсене, и не може да съществува в природата“, казва физикът Руслан Прозоров от Държавния университет в Айова. "Но се оказва обаче, че съществува.“

За да установят неконвенционалната свръхпроводимост на миасита, специалистите използват три различни теста, включително Лондонският за дълбочина на проникване, който измерва реакцията на материала на слабо магнитно поле.

Друг тест включва създаване на дефекти в материала, които могат да повлияят на температурата, при която той става свръхпроводник. Неконвенционалните свръхпроводници са много по-чувствителни към нарушенията, причинени от тези дефекти, отколкото конвенционалните свръхпроводящи материали.

Откритието е направено като част от усилията за намиране на нови, иновативни материали за развитие на области като квантовата наука. Това е довело екипа до миасита (Rh17S15), който съчетава елемент с висока температура на топене (родий) с летлив елемент (сяра).

"За разлика от природата на чистите елементи, ние усвояваме използването на смеси от онези, които позволяват нискотемпературен растеж на кристали с минимално налягане на парите", казва физикът Пол Канфийлд от Държавния университет в Айова.

"Това е като да откриеш скрита дупка за риболов, която е пълна с големи тлъсти риби. В системата Rh-S се натъкнахме на три нови свръхпроводника".

Свръхпроводниците вече се използват широко в технологии като скенери за ядрено-магнитен резонанс и големи ускорители на частици, но тук има още много потенциал. Като се има предвид уникалната природа на миасита, той може да бъде голяма част от този потенциал - особено в чистата си, синтезирана форма.

Неконвенционалните свръхпроводници може да са сложни, но са и вълнуващи, защото обещават да доведат до нови открития във физиката и нови приложения на свръхпроводниковата технология.

"Разкриването на механизмите зад неконвенционалната свръхпроводимост е от ключово значение за икономически обоснованите приложения на свръхпроводниците", казва Прозоров.

Изследването е публикувано в Communications Materials.

Източник: Science Alert