I ricercatori hanno sviluppato una teoria che descrive come le interazioni degli elettroni e le vibrazioni all’interno di un reticolo cristallino danno origine alla superconduttività. La teoria prevedeva correttamente che alcuni composti costituiti da arsenico e idrogeno sarebbero stati superconduttori a temperature fino a -23 gradi Celsius, che è molto più elevata della temperatura critica della maggior parte dei superconduttori convenzionali.
Questa nuova comprensione della superconduttività ad alta temperatura potrebbe un giorno portare allo sviluppo di nuovi materiali in grado di trasportare l’elettricità senza resistenza, rivoluzionando il modo in cui alimentiamo le nostre case e le nostre attività commerciali.
La superconduttività è la capacità di un materiale di condurre elettricità senza resistenza. Ciò significa che una corrente elettrica può fluire attraverso un superconduttore senza alcuna perdita di energia. I superconduttori sono utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui macchine per risonanza magnetica, acceleratori di particelle e treni ad alta velocità.
I superconduttori convenzionali sono in grado di supercondurre solo a temperature molto basse, prossime allo zero assoluto. Ciò li rende poco pratici per la maggior parte delle applicazioni del mondo reale. Negli anni '80, gli scienziati scoprirono una nuova classe di materiali chiamati superconduttori ad alta temperatura che possono supercondurre a temperature fino a -196 gradi Celsius. Questi materiali hanno il potenziale per rivoluzionare molte tecnologie, ma il loro sviluppo è stato ostacolato dalla mancata comprensione di ciò che li rende superconduttori.
La nuova teoria sviluppata dal team di ricercatori fornisce una spiegazione unificata per la superconduttività ad alta temperatura. La teoria mostra che la superconduttività nasce dalle interazioni degli elettroni e dalle vibrazioni all'interno del reticolo di un cristallo. Queste interazioni danno origine ad una sorta di stato "superfluido" in cui gli elettroni fluiscono attraverso il reticolo senza resistenza.
La nuova teoria rappresenta un importante passo avanti nella comprensione della superconduttività ad alta temperatura. Fornisce un modo per prevedere quali materiali saranno superconduttori e come progettare materiali con temperature critiche ancora più elevate. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di nuovi materiali superconduttori che potrebbero essere utilizzati in un’ampia gamma di applicazioni.
Alcune possibili applicazioni dei superconduttori ad alta temperatura includono:
* Trasmissione di potenza: I superconduttori potrebbero essere utilizzati per trasmettere elettricità su lunghe distanze con una perdita di energia minima. Ciò ci consentirebbe di costruire reti elettriche più efficienti e di ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili.
* Levitazione magnetica: I superconduttori potrebbero essere utilizzati per far levitare i treni sopra i binari, riducendo l’attrito e consentendo ai treni di viaggiare a velocità molto più elevate.
* Risonanza magnetica (MRI): I superconduttori vengono utilizzati per creare i potenti campi magnetici utilizzati nelle macchine per la risonanza magnetica. Ciò potrebbe consentirci di costruire macchine per la risonanza magnetica più potenti e sensibili.
La nuova teoria rappresenta un passo importante verso lo sviluppo di queste e altre applicazioni per i superconduttori ad alta temperatura. È una testimonianza del potere della ricerca scientifica e ha il potenziale per trasformare il modo in cui viviamo le nostre vite.
