Gli scienziati dell'UC San Diego e del Brookhaven Laboratory di New York sono andati alla ricerca di materiali superconduttori dove i ricercatori hanno avuto poca fortuna prima. Mettendo gli occhi su una popolazione diversificata di meteoriti, hanno studiato i 15 pezzi di comete e asteroidi per trovare "Mundrabilla" e "GRA 95205", due meteoriti con grani superconduttivi.

Mentre i meteoriti, a causa delle loro origini estreme nello spazio, presentano ai ricercatori un'ampia varietà di fasi materiali degli stati più antichi del sistema solare, presentano anche problemi di rilevamento a causa della misurabilità potenzialmente ridotta delle fasi. Il team di ricerca ha superato questa sfida utilizzando una tecnica di misurazione ultrasensibile chiamata spettroscopia a microonde modulata dal campo magnetico (MFMMS). I dettagli del loro lavoro sono pubblicati in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ).

Nella loro carta, Mark Thiemens, ricercatore dell'UC San Diego, Ivan Schuller e James Wampler, insieme a Shaobo Cheng e Yimei Zhu di Brookhaven Lab, caratterizzare le fasi dei meteoriti come leghe di piombo, stagno e indio (il metallo non alcalino più morbido). Dicono che le loro scoperte potrebbero avere un impatto sulla comprensione di diversi ambienti astronomici, notando che le particelle superconduttrici in ambienti freddi potrebbero influenzare la formazione dei pianeti, forma e origine dei campi magnetici, effetti dinamo, moto di particelle cariche e altro.

"I materiali superconduttori naturali sono insoliti, ma sono particolarmente significativi perché questi materiali potrebbero essere superconduttori in ambienti extraterrestri, " disse Wampler, un ricercatore post-dottorato nello Schuller Nanoscience Group e il primo autore dell'articolo.

Schuller, un illustre professore del Dipartimento di Fisica con esperienza in superconduttività e calcolo neuromorfico, ha guidato le tecniche metodologiche dello studio. Dopo aver mitigato la difficoltà di rilevamento con MFMMS, i ricercatori hanno suddiviso e misurato i singoli campioni, consentendo loro di isolare i grani contenenti la più grande frazione di superconduttività. Prossimo, il team ha caratterizzato i grani con una serie di tecniche scientifiche tra cui la magnetometria a campione vibrante (VSM), spettroscopia a raggi X a dispersione di energia (EDX) e metodi numerici.

"Queste misurazioni e analisi hanno identificato le fasi probabili come leghe di piombo, indio e stagno, " disse Wampler.

Secondo Thiemens, un illustre professore di chimica e biochimica, meteoriti con condizioni di formazione estreme sono ideali per osservare specie chimiche esotiche, come i superconduttori, materiali che conducono elettricità o trasportano elettroni senza resistenza. ha notato, però, l'unicità dei materiali superconduttori presenti in questi pianeti extraterrestri [minori].

"La mia parte del progetto era determinare quale delle decine di migliaia di meteoriti di molte classi fosse un buon candidato e discutere la rilevanza per i processi planetari; uno dal nucleo di ferro nichel di un pianeta, l'altro dalla parte più superficiale che è stata pesantemente bombardata ed è stata tra i primi meteoriti dove sono stati osservati diamanti, ", ha detto Thiemens.

Secondo il chimico cosmologico, che ha un meteorite che porta il suo nome, l'asteroide 7004 Markthiemens, Mundrabilla è un meteorite ricco di solfuro di ferro di una classe formatasi dopo la fusione nei nuclei di asteroidi e il raffreddamento molto lento. GRA 95205, d'altra parte, è un meteorite di ureilite, un raro pezzo simile a una pietra con una composizione minerale unica, che ha subito forti shock durante la sua formazione.

Secondo Schuller, la superconduttività nei campioni naturali è estremamente insolita.

"I materiali raccolti naturalmente non sono materiali a fase pura. Anche il minerale superconduttore più semplice, guida, si trova solo raramente nella sua forma nativa, "Schiller ha spiegato.

I ricercatori hanno convenuto di essere a conoscenza di un solo rapporto precedente sulla superconduttività naturale, nella covellite minerale; però, perché le fasi superconduttive che riportano nell'articolo PNAS esistono in due meteoriti così dissimili, probabilmente esiste in altri meteoriti.