Дослідники стверджують, що створили надпровідники за кімнатної температури

Група дослідників з Університету Рочестера стверджує, що здійснила «історичний» прорив, створивши надпровідний матеріал як за кімнатної температури, так і за допустимих рівнів тиску, що потенційно може закласти основу для масового впровадження технологія.

"З цим матеріалом настав світанок надпровідності у навколишньому середовищі та прикладних технологій", — заявив доцент кафедри машинобудування та фізики Університету Рочестера Ранга Діас, провідний автор нової статті, опублікованої в журналі Nature.

Але послужний список Діаса — попередня стаття, в якій він та його команда стверджували, що створили аналогічний надпровідник при кімнатній температурі, була відкликана Nature ще у 2022 році — кидає тінь сумніву на останні заяви, що, ймовірно, призведе до більш пильної уваги наукової спільноти до її новітніх досліджень.

Надпровідність – це стан речовини, яка може випромінювати магнітні поля та усувати електричний опір. Надпровідні магніти вже використовуються в апаратах МРТ, мас-спектрометрах та прискорювачах частинок.

Вони також дозволяють вченим утримувати перегріту плазму всередині реакторів токамака у формі пончика, які використовуються для проведення досліджень у галузі термоядерної енергії.

Попри більш ніж сторіччя досліджень, вчені щосили намагалися підтримувати надпровідність за більш легко досягнутих температур і рівні тиску. Нинішній урожай надпровідних матеріалів зазвичай доводиться зберігати за надзвичайно низьких температур, набагато нижче -320 градусів за Фаренгейтом, що робить їх обслуговування складним, непрактичним і дорогим.

Тепер Діас та його колеги стверджують, що створили матеріал у вигляді «легованого азотом гідриду лютеція» (NDLH), який виявляє надпровідність при температурі 69 градусів за Фаренгейтом та тиском у десять кілобарів (145 000 фунтів на квадратний дюйм).

Згідно з заявою, це може здатися великим, але фабрики з виробництва мікрочіпів вже зазвичай виробляють такі рівні тиску.

Щоб створити свій надпровідний матеріал, команда звернулася до рідкоземельного металу лютецію, який у присутності азоту забезпечує достатню стабільність, щоб надпровідність виявлялася за набагато нижчих рівнів тиску.

Отриманий в результаті матеріал, що отримав назву NDLH, перетворився з "блискучого блакитного кольору", згідно зі статтею, на рожевий і, нарешті, на червоний, коли на нього було чинено величезний тиск в осередку з алмазним ковадлом, пристрої, що може стискати крихітні шматочки матеріалу під екстремальним тиском.

"Це був дуже яскраво-червоний колір", – згадує Діас у своїй заяві. "Я був вражений, побачивши кольори такої інтенсивності. Ми з гумором запропонували кодову назву матеріалу в цьому стані — "червона матерія" — на честь матеріалу, який Спок створив у популярному фільмі "Зоряний шлях" 2009 року".

Дослідник вважає, що загадкова речовина може відкрити двері для "надпровідної побутової електроніки, ліній передачі енергії, транспорту та значних покращень магнітного утримання для термоядерної" енергії.

Діас також сказав, що матеріал може навіть дозволити реакторам токамака досягти термоядерного синтезу, що викликає подив, враховуючи боротьбу галузі за перетворення цієї ідеї на життєздатне джерело відновлюваної енергії за останні 50 або близько того років.

Проте є причини скептично ставитися до заяв дослідників. Попередня стаття, опублікована в Nature ще у 2020 році, в якій Діас та його команда стверджували, що виробили надпровідний матеріал з водню, сірки та вуглецю за кімнатної температури, була відкликана редакторами Nature у 2022 році, які підняли проблеми з елементами управління експерименту та повторюваністю.

"Тепер ми встановили, що на деяких ключових етапах обробки даних... використовувалася нестандартна процедура, що визначається користувачем", — написали редактори у своєму спростуванні. «Подробиці процедури не були зазначені в документі, і обґрунтованість віднімання фону згодом була поставлена ​​під сумнів».

Хорхе Хірш, фізик-теоретик з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, також зазначив, що їхні дані виглядають підозріло схожими на дані, опубліковані в статті 2009 року, про що журнал Science повідомив ще у 2021 році.

Минулого року Хірш повідомив ScienceNews, що Діас і його команда спочатку відмовилися надати йому необроблені дані.

"Автори сказали: "Ні, ми не можемо надати вам дані, тому що наші юристи сказали, що це вплине на наші патентні права", — сказав він.

Після того, як Хірш зміг отримати дані завдяки втручанню Nature, він виявив, що "між необробленими даними та опублікованими даними існують реальні проблеми".

Хірш та фізик Дірк ван дер Марел із Женевського університету пізніше опублікували коментар, в якому вони звинуватили Діаса та його команду у "фабрикації" даних, твердження, які Діас з того часу спростував.

Тепер, після публікації своєї останньої статті, дослідники стверджують, що вони виконали свою домашню роботу, ретельно задокументувавши свої дослідження та публічно продемонструвавши свій новий надпровідний матеріал в Аргонській та Брукхейвенській національних лабораторіях.

Поки невідомо, чи буде цього достатньо, щоб заспокоїти вчених, у яких тепер буде можливість уважно вивчити нову статтю та затвердження Діаса.

Діас, зі свого боку, твердо підтримує останні висновки своєї команди.

"Ми вважаємо, що зараз ми перебуваємо в сучасній ері надпровідності", — йдеться у заяві Діаса.

Джерела: University of Rochester