En un próximo paso crítico hacia la superconductividad a temperatura ambiente a presión ambiente, Paul Chu, Director fundador y científico jefe del Centro de Superconductividad de Texas en la Universidad de Houston (T _C SUH), Liangzi Deng, profesor asistente de investigación de física en T _C SUH, y sus colegas en T _C SUH concibió y desarrolló una técnica de enfriamiento por presión (PQ) que retiene la alta temperatura de transición mejorada por presión y / o inducida (T _C ) fase incluso después de la eliminación de la presión aplicada que genera esta fase.

Pengcheng Dai, profesor de física y astronomía en Rice University y su grupo, y Yanming Ma, Decano de la Facultad de Física de la Universidad de Jilin, y su grupo contribuyó a demostrar con éxito la posibilidad de la técnica de enfriamiento por presión en un modelo de superconductor de alta temperatura, seleniuro de hierro (FeSe). Los resultados fueron publicados en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

"Derivamos el método de enfriamiento por presión a partir de la formación del diamante artificial por Francis Bundy a partir del grafito en 1955 y otros compuestos metaestables, ", dijo Chu." El grafito se convierte en un diamante cuando se somete a alta presión a altas temperaturas. Apagado de presión rápido posterior, o eliminación de presión, deja la fase de diamante intacta sin presión ".

Chu y su equipo aplicaron este mismo concepto a un material superconductor con resultados prometedores.

"El seleniuro de hierro se considera un superconductor simple de alta temperatura con una temperatura de transición (T _C ) para pasar a un estado superconductor a 9 Kelvin (K) a presión ambiental, "dijo Chu.

"Cuando aplicamos presión, La t _C aumentado a ~ 40 K, más que cuadriplicar eso en ambiente, permitiéndonos distinguir sin ambigüedades la fase PQ superconductora de la fase original un-PQ. Luego intentamos retener la fase superconductora mejorada de alta presión después de eliminar la presión utilizando el método PQ, y resulta que podemos ".

El logro del Dr. Chu y sus colegas acerca a los científicos un paso más hacia la realización del sueño de la superconductividad a temperatura ambiente a presión ambiental. reportado recientemente en hidruros solo bajo una presión extremadamente alta.

La superconductividad es un fenómeno descubierto en 1911 por Heike Kamerlingh Onnes al enfriar el mercurio por debajo de su transición T _C de 4,2 K, alcanzable con la ayuda de helio líquido, que es raro y caro. El fenómeno es profundo debido a la capacidad del superconductor para exhibir resistencia cero cuando la electricidad se mueve a través de un cable superconductor y su expulsión del campo magnético generado por un imán. Después, Su enorme potencial en los sectores de energía y transporte fue inmediatamente reconocido.

Para operar un dispositivo superconductor, uno necesita enfriarlo por debajo de su T _C , que requiere energía. Cuanto mayor sea la T _C , la menor energía necesaria. Por lo tanto, levantando la T _C con el objetivo final de una temperatura ambiente de 300 K ha sido la fuerza impulsora para los científicos en la investigación de la superconductividad desde su descubrimiento.

Desafiando la creencia entonces prevaleciente de que T _C no podía superar los 30 K, Paul Chu, y sus colegas descubrieron la superconductividad en una nueva familia de compuestos a 93 K en 1987, alcanzable mediante el mero uso de lo económico, refrigerante industrial rentable de nitrógeno líquido. La t _C ha sido continuamente elevado desde entonces a 164 K por Chu et al. y otros grupos posteriores de científicos. Recientemente una T _C de 287 K fue logrado por Dias et al. de la Universidad de Rochester en sulfuro de carbono-hidrógeno por debajo de 267 gigapascales (GPa).

En breve, el avance de T _C a temperatura ambiente está de hecho al alcance. Pero para el futuro desarrollo científico y tecnológico de los hidruros, Es necesaria la caracterización de materiales y la fabricación de dispositivos a presiones ambientales.

"Nuestro método nos permite hacer que el material sea superconductor con mayor T _C sin presion. Incluso nos permite retener en el ambiente la fase no superconductora que existe solo en FeSe por encima de 8 GPa. No hay razón para que la técnica no pueda aplicarse igualmente a los hidruros que han mostrado signos de superconductividad con una T _C acercándose a la temperatura ambiente ".

El logro acerca a la comunidad académica hacia la superconductividad a temperatura ambiente (RTS) sin presión, lo que significaría aplicaciones prácticas ubicuas para superconductores del campo médico, a través de la transmisión y el almacenamiento de energía al transporte, con impactos cada vez que se utiliza la electricidad.

La superconductividad como medio para mejorar la generación de energía, el almacenamiento y la transmisión no es una idea nueva, pero requiere más investigación y desarrollo para generalizarse antes de que la superconductividad a temperatura ambiente se convierta en una realidad. La capacidad de resistencia eléctrica cero significa que se puede generar energía, transmitido y almacenado sin pérdidas, una enorme ventaja de bajo costo. Sin embargo, La tecnología actual exige que el dispositivo superconductor se mantenga a temperaturas extremadamente bajas para conservar su estado único. que todavía requiere energía adicional como costo general, sin mencionar el peligro potencial de una falla accidental del sistema de enfriamiento. Por eso, Un superconductor RTS sin presión adicional para mantener sus propiedades beneficiosas es una necesidad para avanzar con aplicaciones más prácticas.

Las propiedades de la superconductividad también están allanando el camino para un competidor del famoso tren bala visto en todo el este de Asia:un tren maglev. Abreviatura de "levitación magnética, "el primer tren maglev construido en Shanghai en 2004 amplió con éxito su uso en Japón y Corea del Sur y está siendo considerado para operaciones comerciales en los Estados Unidos. A velocidades máximas de 375 millas por hora, Los vuelos a campo traviesa ven a un competidor rápido en el tren maglev. Un superconductor a temperatura ambiente podría ayudar a Elon Musk a realizar su sueño de un "hiperloop" para viajar a una velocidad de 1000 millas por hora.

Esta implementación exitosa de la técnica PQ en superconductores de temperatura ambiente discutida en el artículo de Chu y Deng es fundamental para hacer que los superconductores sean posibles para aplicaciones prácticas ubicuas.

Ahora, el acertijo de RTS a presión ambiental está aún más cerca de resolverse.