Wat is een superconductor op hoge temperatuur?

Een supergeleider met hoge temperatuur (HTS) is een materiaal dat supergeleidende elektrische eigenschappen boven de temperatuur van de vloeistofstaat van helium demonstreert.Dit temperatuurbereik, van ongeveer -452 DEG;tot -454 deg;Fahrenheit (-269 deg; tot -270 deg; celsius) werd beschouwd als de theoretische limiet voor supergeleiding.In 1986 ontdekten de Amerikaanse onderzoekers Karl Muller en Johannes Bednorz echter een groep supergeleiders met een hoge temperatuur op basis van koper.Deze cupraten, zoals yttriumbarium koperoxide, YBCO ₇ , variaties op Lanthanum strontium koperoxide, LSCO en koperoxide van kwik, hgcuo, vertoonden superconductiviteit bij temperaturen zo hoog als -256 deg;Fahrenheit (-160 deg; Celsius).

De ontdekking van Muller en Bednorz leidde tot de toekenning van de Nobelprijs voor natuurkunde in 1987 aan beide onderzoekers, maar het veld bleef evolueren.Lopende studie in 2008 produceerde een nieuwe klasse verbindingen die supergeleiding vertoonden, gebaseerd op de elementen van ijzer en arseen, zoals lanthanumoxide -ijzerarseen, laofeas.Het werd voor het eerst aangetoond als een supergeleider op hoge temperatuur door Hideo Hosono, een onderzoeker van de materialenwetenschap in Japan, met een temperatuurbereik van -366 DEG;Fahrenheit (-221 deg; Celsius).Andere zeldzame elementen gemengd met ijzer, zoals cerium, samarium en neodymium creëerden nieuwe verbindingen die ook supergeleidende eigenschappen vertoonden.Het record van 2009 voor een supergeleider op hoge temperatuur werd bereikt met een verbinding gemaakt van thallium, kwik, koper, barium, calcium, strontium en zuurstof gecombineerd, die supergeleidendheid vertoont bij -211 en deg;Wanneer temperaturen van -211 deg;Fahrenheit (-135 deg; Celsius) werden bereikt voor supergeleidende materialen, dit liet hun kwaliteiten onderzocht in aanwezigheid van vloeibare stikstof.Omdat vloeibare stikstof een veel voorkomende en stabiele component is van veel laboratoriumomgevingen en bestaat bij een temperatuur van -320 en deg;Fahrenheit (-196 deg; Celsius), het heeft het testen van nieuwe materialen veel praktischer en wijdverbreid meer gemaakt.

Het voordeel van supergeleidende technologie voor de conventionele samenleving vereist nog steeds materialen die dicht bij kamertemperatuur kunnen werken.Omdat supergeleiders letterlijk geen weerstand bieden tegen elektrische stroming, kan de stroom bijna voor onbepaalde tijd door supergeleidende draad gaan.Dit zou het stroomverbruik voor alle elektrische behoeften verminderen en dergelijke apparaten ultrasnel maken in vergelijking met standaard elektronica-technologie.Krachtige magneten zouden beschikbaar komen voor betaalbare magnetische levitatietreinen, medische toepassingen en fusie -energieproductie.Ook kunnen dergelijke supergeleidertechnologieën de ontwikkeling van kwantumcomputers bevatten die mogelijk honderden miljoenen keren sneller sneller bij het verwerken van gegevens dan die welke in 2011 bestaan.