Cos'è un superconduttore ad alta temperatura?
Un superconduttore ad alta temperatura (HTS) è un materiale che dimostra proprietà elettriche superconduttori al di sopra della temperatura a stato liquido dell'elio.Questo intervallo di temperatura, da circa -452 e deg;a -454 e deg;Fahrenheit (-269 deg; a -270 deg; Celsius) si ritiene che fosse il limite teorico per la superconduttività.Nel 1986, tuttavia, i ricercatori statunitensi Karl Muller e Johannes Bednorz hanno scoperto un gruppo di composti superconduttori ad alta temperatura basati sul rame.Questi cuprati, come ossido di rame del bario di ittrio, YBCO 7 , variazioni sull'ossido di rame di Lantanum stronzio, LSCO e ossido di rame di mercurio, HGCUO, presentavano superconduttività a temperature fino a -256 deg;Fahrenheit (-160 deg; Celsius).
La scoperta di Muller e Bednorz ha portato all'assegnazione del premio Nobel in fisica nel 1987 ad entrambi i ricercatori, ma il campo ha continuato a evolversi.Lo studio in corso nel 2008 ha prodotto una nuova classe di composti che presentava superconduttività, basata sugli elementi di ferro e arsenico, come l'arsenico di ferro da ossido di lantanio, laofeas.È stato dimostrato per la prima volta come superconduttore ad alta temperatura da Hideo Hosono, un ricercatore di scienze dei materiali in Giappone, con un intervallo di temperatura di -366 e deg;Fahrenheit (-221 deg; Celsius).Altri elementi rari mescolati con ferro, come cerio, samarium e neodimio hanno creato nuovi composti che hanno anche dimostrato proprietà superconduttivi.Il record a partire dal 2009 per un superconduttore ad alta temperatura è stato raggiunto con un composto realizzato in tallio, mercurio, rame, bario, calcio, stronzio e ossigeno combinato, che dimostra superconduttività a -211 e deg;Fahrenheit (-135 deg; Celsius).
Il focus del campo della ricerca superconduttore ad alta temperatura a partire dal 2011 è stata l'ingegneria scientifica dei materiali di composti migliori.Quando temperature di -211 e deg;Fahrenheit (-135 deg; Celsius) sono stati raggiunti per materiali superconduttori, ciò ha permesso di esaminare le loro qualità in presenza di azoto liquido.Poiché l'azoto liquido è una componente comune e stabile di molti ambienti di laboratorio ed esiste a una temperatura di -320 e deg;Fahrenheit (-196 deg; Celsius), ha reso i test di nuovi materiali molto più pratici e diffusi.
Il vantaggio della tecnologia superconduttiva per la società convenzionale richiede ancora materiali che possono funzionare a temperatura ambiente.Poiché i superconduttori offrono letteralmente alcuna resistenza al flusso elettrico, la corrente potrebbe passare attraverso il filo superconduttore quasi indefinitamente.Ciò ridurrebbe i tassi di consumo energetico per tutte le esigenze elettriche, oltre a rendere tali dispositivi ultra-fant rispetto alla tecnologia elettronica standard.Potenti magneti sarebbero disponibili per treni di levitazione magnetica a prezzi accessibili, applicazioni mediche e produzione di energia di fusione.Inoltre, tali tecnologie di superconduttori potrebbero includere lo sviluppo di computer quantistici potenzialmente centinaia di milioni di volte più veloci per l'elaborazione dei dati di quelli che esistono nel 2011.