Vad är en högtemperatur superledare?
En superledare med hög temperatur (HTS) är ett material som visar superledande elektriska egenskaper över vätsketillståndstemperaturen för helium. Detta temperaturområde, från cirka -452 ° till -454 ° Fahrenheit (-269 ° till -270 ° Celsius) tros vara den teoretiska gränsen för superledningsförmåga. 1986 upptäckte emellertid amerikanska forskare Karl Muller och Johannes Bednorz en grupp högtemperatur superledarföreningar baserade på koppar. Dessa koppar, såsom yttrium barium kopparoxid, YBCO 7 , variationer på lanthanum strontium kopparoxid, LSCO och kvicksilver kopparoxid, hgcuo, uppvisade superconductivitet vid temperaturen så hög som -256 ° Fahrenheit (-160 ° Celsius).
Upptäckten av Muller och Bednorz ledde till tilldelningen av Nobelpriset i fysik 1987 till båda forskarna, men fältet fortsatte att utvecklas. Pågående studie 2008 producerade en ny klass av föreningar som uppvisade superledningsförmåga, baserat på elementen i IRon och arsenik, såsom lanthanum oxid järnarsenik, Laofeas. Det demonstrerades först som en högtemperatur superledare av Hideo Hosono, en materialvetenskaplig forskare i Japan, vid ett temperaturintervall av -366 ° Fahrenheit (-221 ° Celsius). Andra sällsynta element blandade med järn, såsom Cerium, Samarium och Neodymium skapade nya föreningar som också visade superledande egenskaper. Rekordet från och med 2009 för en högtemperatur superledare uppnåddes med en förening gjord av thallium, kvicksilver, koppar, barium, kalcium, strontium och syre kombinerad, som demonstrerar superledningsförmåga vid -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius).
Fokus för området med hög temperatur superledarforskning från och med 2011 har varit materialvetenskapsteknik av bättre föreningar. När temperaturer på -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius) nåddes för superledande material,Detta gjorde det möjligt att undersöka deras egenskaper i närvaro av flytande kväve. Eftersom flytande kväve är en vanlig och stabil komponent i många laboratoriemiljöer och finns vid en temperatur av -320 ° Fahrenheit (-196 ° Celsius) har den gjort testning av nya material mycket mer praktiska och utbredda.
Fördelen med superledande teknik till konventionellt samhälle kräver fortfarande material som kan fungera vid nära rumstemperatur. Eftersom superledare bokstavligen inte erbjuder något motstånd mot elektriskt flöde, kan strömmen passera genom superledande tråd nästan på obestämd tid. Detta skulle minska strömförbrukningshastigheterna för alla elektriska behov, liksom att göra sådana enheter ultra-snabba jämfört med standardelektronikteknik. Kraftfulla magneter skulle bli tillgängliga för prisvärda magnetiska levitationståg, medicinska tillämpningar och fusionsenergiproduktion. Sådana superledarteknologier kan också inkludera utvecklingen av kvantdatorer potentiellt hundratalsav miljoner gånger snabbare vid bearbetningsdata än de som finns 2011.