Vad är en högtemperatur superledare?

En superledare med hög temperatur (HTS) är ett material som visar superledande elektriska egenskaper över vätsketillståndstemperaturen för helium.Detta temperaturområde, från cirka -452 deg;till -454 deg;Fahrenheit (-269 deg; till -270 deg; Celsius) tros vara den teoretiska gränsen för superledningsförmåga.1986 upptäckte emellertid amerikanska forskare Karl Muller och Johannes Bednorz en grupp superledarföreningar med högtemperatur baserat på koppar.Dessa koppar, såsom yttriumbarium kopparoxid, YBCO ₇ , variationer på lanthanum strontium kopparoxid, LSCO och kvicksilver kopparoxid, HGCUO, uppvisade superledningsförmåga vid temperaturer så höga som -256 deg;Fahrenheit (-160 deg; Celsius).

Upptäckten av Muller och Bednorz ledde till tilldelningen av Nobelpriset i fysik 1987 till båda forskarna, men fältet fortsatte att utvecklas.Pågående studie 2008 producerade en ny klass av föreningar som uppvisade superledningsförmåga, baserat på elementen i järn och arsenik, såsom lanthanumoxidjärnarsenik, Laofeas.Det demonstrerades först som en högtemperatur superledare av Hideo Hosono, en materialvetenskaplig forskare i Japan, vid ett temperaturintervall av -366 deg;Fahrenheit (-221 deg; Celsius).Andra sällsynta element blandade med järn, såsom cerium, Samarium och Neodymium skapade nya föreningar som också visade superledande egenskaper.Rekordet från och med 2009 för en högtemperatur superledare uppnåddes med en förening gjord av thallium, kvicksilver, koppar, barium, kalcium, strontium och syre kombinerad, vilket visar superledningsförmåga vid -211 deg;Fahrenheit (-135 deg; Celsius).

Fokus för området med hög temperatur superledarforskning från och med 2011 har varit materialvetenskapsteknik av bättre föreningar.När temperaturen -211 deg;Fahrenheit (-135 deg; Celsius) nåddes för superledande material, detta gjorde det möjligt att undersöka deras egenskaper i närvaro av flytande kväve.Eftersom flytande kväve är en vanlig och stabil komponent i många laboratoriemiljöer och finns vid en temperatur av -320 grader;Fahrenheit (-196 deg; Celsius), det har gjort testning av nya material mycket mer praktiska och utbredda.

Fördelen med superledande teknik till konventionellt samhälle kräver fortfarande material som kan fungera vid nära rumstemperatur.Eftersom superledare bokstavligen inte erbjuder något motstånd mot elektriskt flöde, kan strömmen passera genom superledande tråd nästan på obestämd tid.Detta skulle minska strömförbrukningshastigheterna för alla elektriska behov, liksom att göra sådana enheter ultra-snabba jämfört med standardelektronikteknik.Kraftfulla magneter skulle bli tillgängliga för prisvärda magnetiska levitationståg, medicinska tillämpningar och fusionsenergiproduktion.Sådana superledarteknologier kan också inkludera utvecklingen av kvantdatorer potentiellt hundratals miljoner gånger snabbare vid bearbetningsdata än de som finns 2011.