I ricercatori della George Washington University hanno compiuto un passo importante verso il raggiungimento di uno degli obiettivi più ambiti in fisica:la superconduttività a temperatura ambiente.

La superconduttività è la mancanza di resistenza elettrica e si osserva in molti materiali quando vengono raffreddati al di sotto di una temperatura critica. Fino ad ora, si pensava che i materiali superconduttori dovessero raffreddare a temperature molto basse (meno 180 gradi Celsius o meno 292 gradi Fahrenheit), che ne limitava l'applicazione. Poiché la resistenza elettrica rende un sistema inefficiente, eliminare parte di questa resistenza utilizzando superconduttori a temperatura ambiente consentirebbe una generazione e un utilizzo più efficienti dell'elettricità, migliore trasmissione di energia in tutto il mondo e sistemi informatici più potenti.

"La superconduttività è forse una delle ultime grandi frontiere della scoperta scientifica che può trascendere le applicazioni tecnologiche quotidiane, " Maddury Somayazulu, professore associato di ricerca presso la GW School of Engineering and Applied Science, disse. "La superconduttività a temperatura ambiente è stato il proverbiale 'Santo Graal' in attesa di essere trovato, e raggiungerlo, anche se a 2 milioni di atmosfere, è un momento di cambiamento di paradigma nella storia della scienza".

La chiave di questa scoperta è stata la creazione di un metallo, composto ricco di idrogeno a pressioni molto elevate:circa 2 milioni di atmosfere. I ricercatori hanno utilizzato cellule di incudine di diamante, dispositivi utilizzati per creare alte pressioni, per comprimere insieme minuscoli campioni di lantanio e idrogeno. Hanno quindi riscaldato i campioni e osservato importanti cambiamenti nella struttura. Ciò ha portato a una nuova struttura, LaH10, che i ricercatori avevano previsto in precedenza sarebbe stato un superconduttore ad alte temperature.

Mantenendo il campione ad alte pressioni, il team ha osservato un cambiamento riproducibile nelle proprietà elettriche. Hanno misurato cali significativi di resistività quando il campione si è raffreddato al di sotto di 260 K (meno 13 C, o 8 F) a 180-200 gigapascal di pressione, presentando prove di superconduttività a temperatura quasi ambiente. In esperimenti successivi, i ricercatori hanno visto la transizione avvenire a temperature ancora più elevate, fino a 280 K. Durante gli esperimenti, i ricercatori hanno anche utilizzato la diffrazione dei raggi X per osservare lo stesso fenomeno. Ciò è stato fatto attraverso una linea di luce di sincrotrone dell'Advanced Photon Source presso l'Argonne National Laboratory di Argonne, Illinois.

"Crediamo che questo sia l'inizio di una nuova era di superconduttività, "Russell Hemley, professore di ricerca presso la GW School of Engineering and Applied Science, disse. "Abbiamo esaminato un solo sistema chimico:la terra rara La più l'idrogeno. Ci sono strutture aggiuntive in questo sistema, ma più significativamente, ci sono molti altri materiali ricchi di idrogeno come questi con diverse composizioni chimiche da esplorare. Siamo fiduciosi che molti altri idruri, o superidruri, verranno trovati con temperature di transizione ancora più elevate sotto pressione".

Lo studio è stato pubblicato oggi sulla rivista Lettere di revisione fisica .