Američki naučnici su otkrili nešto važno, ali s obzirom da ovo otkriće oko sebe ima veo kontroverze, svi su vrlo oprezni oko izjašnjavanja i tumačenja naučnog rada. Radi se o superprovodljivosti (supravodljivosti), fenomenu koji se inače dešava na jako niskim temperaturama u nekim materijalima, ali naučnici pokušavaju da stvore superprovodljivost na višim, čak sobnim temperaturama. To bi bilo super, zar ne?
Supravodljivost je stanje materije u kojem električni otpor u materijalu pada na nulu, dok se njegov električni i magnetski kapacitet povećava. Do sada je fenomen opažen samo na kriogenim temperaturama bliskim apsolutnoj nuli ili jako visokom pritisku.
Ovaj fenomen ima dosta važnih praktičnih upotreba: superprovodljivi materijali koriste se eksperimentalno za ubrzavanje veza između kompjuterskih čipova, a superprovodljive zavojnice omogućavaju rad vrlo moćnih elektromagneta za MRI (snimke magnetne rezonancije). Primjeri primjene superprovodnika uključuju i sisteme za pohranu magnetske energije, motore, generatore, transformatore, kompjuterske dijelove i osjetljive uređaje za mjerenje magnetskih polja, akceleratori čestica, tokamaci.
Šta je otkriveno u novom radu?
Fizičari s Univerziteta Rochester su iznijeli spektakularnu novu tvrdnju: kažu da su postigli superprovodljivost (supravodljivost) na sobnoj temperaturi, samo nekoliko mjeseci nakon što je jedan drugi rad morao biti povučen iz Naturea, objavljen 2020.
Grupa, koju je vodio fizičar Ranga Dias, naučnik koji je vodio i grupu koja je morala povući rad iz 2020. koristila je lutecijev hidrid (LNH) pod iznimno visokim pritiscima. Zatim su snizili pritisak i podigli temperaturu te izmjerili superprovodljivost na sobnoj temperaturi (294 kelvina, ili 21 ℃) i pritisak od jednog gigapaskala (oko 10 000 puta veći od atmosferskog pritiska na razini mora). Materijal koji može provoditi elektricitet s nultim otporom u lako dostupnim uslovima imao bi bezbrojne primjene – ako se pokaže da je ovo stvarno tako.
Rad je objavljen opet u Nature, 8. marta 2023. pod naslovom “Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride“.
Neki su fizičari ovu objavu dočekali sa skepsom. Ovaj tim je u septembru 2022. povukao rad o superprovodljivosti na sobnoj temperaturi s visokim pritiskom, u drugom materijalu. A tokom posljednje tri godine Dias je optužen za nedolično naučno ponašanje, što on naziva “besmislenim, neutemeljenim” tvrdnjama. Dias je pokrenuo start-up tvrtku, čiji se proizvodi temelje na LNH, što zahtijeva tajnost koja će spriječiti napore da se reproduciraju izvanredne tvrdnje. A bez reprodukcije rezultata rada, malo toga je sigurno.
Istraživanja visokotemperaturne superprovoljivosti su jedan od velikih ciljeva fizike, uz naravno komercijalno isplativu nuklearnu fuziju. Stoga se mnogi timovi širom svijeta takmiče da je postignu.
Fenomen supravodljivosti 1911. godine otkrio je nizozemski fizičar Heike Kamerlingh Onnes. Poput feromagnetizma i atomskih spektralnih linija, superprovodljivost je pojava koja se može objasniti samo kvantnom mehanikom. Superprovodljivi magneti su neki od najmoćnijih poznatih elektromagneta.
Heike Kamerlingh Onnes je proučavao ovisnost električnoga otpora žive o temperaturi. Primijetio je da na temperaturama nižim od 4.2 K (-269 °C), dakle tek nešto višim od apsolutne nule, električni otpor pada na nemjerljivo malu vrijednost. Živa na toj temperaturi postaje idealan provodnik, supravodič ili superprovodnik.
Onnes je 1911. uspio u prstenu od žive, čiju je temperaturu održavao na nekoliko stepeni iznad apsolutne nule pomoću tekućeg helija, proizvesti električnu struju koja je po isključenju njenog izvora tekla dvije godine. To je početak istraživanja ove čarolije.
Za rad tima s Univerziteta Rochester ćemo još neko vrijeme morati čekati na potvrdu. Ali, ako se ispostavi da se opet dogodila podvala i naučno nepoštenje, to bi bio vjerovatno kraj karijere za Diasa, a možda i za neke iz njegovog tima.
Pročitajte još:
Scientific American: Controversy Surrounds Blockbuster Superconductivity Claim
Autor: Jelena Kalinić, MA, biolog, naučna novinarka Društvo za promociju Prirodnih nauka “Nauka i svijet”, Dobitnica EurekaAlert (AAAS) Felowship 2020. za naučne novinare. Short-runner, drugo mjesto u izboru za European Science journalist of the year za 2022. godinu. Internews Health ambassador 2022.
