کشف یک ابررسانای جدید

دانشمندان دانشگاه واشنگتن بتازگی کشف کرده‌اند اروپیوم که شصت‌وسومین عنصر جدول تناوبی و از گروه لانتانیدهاست، در دمای 465 درجه فارنهایت و فشار هشت Gpa به صورت یک ابررسانا درمی‌آید. در حال حاضر 7 سال از کشف آخرین عنصری که خاصیت ابررسانایی داشت، می‌گذرد و کشف عناصر جدید روز به روز سخت‌تر می‌شود؛ چرا که عناصر اندکی در جدول تناوبی ناشناخته مانده‌اند.

کد خبر: ۲۶۰۲۰۲

این مساله اطلاعات تازه‌تری در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد و به درک تئوری آنها از خاصیت ابررسانایی کمک می‌کند و می‌تواند بر طراحی ابررساناهایی منجر شود که قابلیت انتقال انرژی نامیرا و ذخیره آن را دارند. اروپیوم به گروه خاک‌های نادر تعلق دارد. این گروه عناصری با خاصیت مغناطیسی هستند و بنابراین نمی‌توانند ابررسانا باشند.

ابررسانایی و مغناطیس کاملا با هم در تضاد هستند و برای تبدیل به یک ابررسانا شدن باید مغناطیس را از بین برد.

در گروه عناصر خاک‌های نادر اروپیوم به دلیل ساختار الکترونی محتمل‌ترین عنصر برای از دست دادن خاصیت مغناطیسی است. در یک عنصر جامد ،خاک‌های نادر 3 ظرفیتی هستند. یعنی هر اتم برای هدایت الکتریکی باید 3 الکترون آزاد کند. هنگامی که اتم‌های اروپیوم برای تشکیل یک جسم جامد به هم فشرده می‌شوند، تنها 2 الکترون در هر اتم آزاد شده و اروپیوم همچنان خاصیت مغناطیسی دارد.

در این حالت با به‌کارگیری فشار لازم الکترون سوم هم آزاد و فلز اروپیوم 3 ظرفیتی می‌شود و دیگر خاصیت مغناطیسی ندارد و امکان این که تحت شرایط درست تبدیل به یک ابررسانا شود، به وجود می‌آید.

مواد ابررسانا، خواص مغناطیسی و الکترونیکی منحصر به فردی دارند و دارای مقاومت الکتریکی نیستند و در نتیجه الکتریسیته می‌تواند همواره در آنها جریان داشته باشد. این مواد همچنین دیامغناطیس هستند. با استفاده از این خواص می‌توان آهنرباهای قدرتمندی ساخت که در تصویربرداری پزشکی از آن استفاده کرد یا در خطوط انتقال قدرت و تولید نیرو به کار گرفت. عناصر شناخته‌شده‌ای وجود ندارند که در دما و فشار نرمال مانند یک ابررسانا عمل کنند. تمام مواد ابررسانای شناخته شده باید در دمای بسیار پایین خنک شده و تحت فشار زیادی قرار گیرند.

در فشار محیط، بالاترین دمایی که مواد در آن بتوانند به خاصیت ابررسانایی برسند 218 درجه فارنهایت است. این مواد ساختار پیچیده‌ای دارند؛ چراکه ترکیبی از 5 جزء مختلف هستند.

به لحاظ تئوری درک عناصر جامد نسبتا ساده‌ است؛ چراکه تنها دربرگیرنده یک نوع اتم هستند و با اعمال فشار مناسب می‌توان آنها را به شکل جدیدی درآورد. اگرچه درک این عمل مقداری سخت به نظر می‌رسد.

هنگامی که ما بتوانیم رفتار عناصر را در حالت جدید درک کنیم، قادر خواهیم بود با ترکیب آنها و تولید ترکیبات جدید به نوعی یک کپی‌برداری از ابررساناها داشته باشیم.