اشترِك في نشرتنا الإخبارية
اكتشاف موصل فائق للتيار الكهربائي يعمل بدرجة الحرارة المحيطة
11-03-2023 | 00:00
المصدر: "النهار"
أعلن فريق من الباحثين الأميركيين الأربعاء الماضي عن اكتشاف موصِل فائق للتيار الكهربائي يعمل بدرجة الحرارة المحيطة، ما يشكّل تقدماً كبيراً للبحوث في مجال بالغ الأهمية لعدد من التطبيقات العلمية والصناعية.
تشكل القطارات المسيّرة مغناطيسياً بمبدأ الطفو أو خطوط الكهرباء التي لا ينجم عنها أي فقدان للطاقة، ابتكارات مهمة للكهربائيين، بشرط إيجاد موصلات فائقة، أي أن التيار الذي يمر فيها لا يواجه أي مقاومة كهربائية، لكنه للاستخدام الاقتصادي.
وتعرف الشركات المصنعة جيداً كيفية تصنيع كابلات أو مغناطيسات فائقة التوصيل بالاعتماد على هذه الخاصية، كما الحال في التصوير بالرنين المغناطيسي. لكن هذه الحلول تتطلب تبريداً مكلفاً ومعقداً للمادة فائقة التوصيل، باستخدام النيتروجين السائل أو الهيليوم على سبيل المثال، إلى درجات حرارة أقل بكثير من مئتي درجة مئوية تحت الصفر.
للتغلب على ذلك، اكتشف علماء في عام 2015 مواد تكتسب قدرة فائقة على التوصيل في درجات حرارة أعلى، عند حوالى 75 درجة مئوية دون الصفر، لكن بشرط التعرض لضغط يفوق من 15 مليون بار، أي أكثر من ضغط الغلاف الجوي للأرض.
وأعلن فريق من الباحثين من الجامعة الأميركية في روتشستر، في دراسة نشرتها مجلة "نيتشر"، اكتشاف مادة تكتسب قدرة توصيل فائقة عند 21 درجة مئوية. لكن قبل كل شيء، يتميز هذا الموصل الفائق للتيار الكهربائي ذو الاسم المنمق - هيدريد اللوتيتيوم "المدعّم" بالنيتروجين، بأنه يكتسب هذه القدرة عند ضغط 10 آلاف بار فقط.
واعتبرت الفيزيائية بريجيت ليريدون، الباحثة في كلية التعليم العالي للفيزياء والكيمياء في باريس (ESPCI)، في حديث لوكالة فرانس برس أنه إذا تم تأكيد الاكتشاف، فسيكون "خطوة كبيرة إلى الأمام". وينعكس ذلك خصوصاً من خلال التحرر من الضغوط الهائلة للتجارب السابقة، ما يسمح "لعدد أكبر بكثير من الناس بدراسة هذه الأنظمة".
فريق روتشستر ليس جديداً على هذا الموضوع، كما أن عمله ليس خالياً من علامات الاستفهام. فقد سحبت مجلة نيتشر دراسة سابقة عام 2020، عن اكتشاف مادة أصبحت فائقة التوصيل عند 15 درجة مئوية وضغط أكثر من 2,5 مليون بار، بسبب تساؤلات عن طرق حساب البيانات.
ورأت بريجيت ليريدون، التي لم تشارك في الدراسة التي نُشرت الأربعاء الماضي، أن هذا العمل "يقدم مجموعة كاملة من الإجراءات المتماسكة"، مضيفة "بما أنه كانت هناك سلسلة كاملة من الإعلانات حول هذا الموضوع، مع سحب لدراسات في بعض الأحيان، فمن المهم حقاً إعادة إنتاج هذه التجربة في مختبر مستقل آخر".
في مقال ملحق بالدراسة الأخيرة المنشورة في مجلة "نيتشر"، لاحظ اثنان من علماء الفيزياء الأميركيين والصينيين أن الآلية في العمل يجب أيضاً شرحها.
ويسري ذلك أيضاً على الطبيعة الدقيقة للمواد المستخدمة. وتقول بريجيت ليريدون، "لا تزال هناك شكوك كبيرة حول التركيب البلوري للمادة".
هذه النقطة أثارها معدو الدراسة أنفسهم، الذين يعوّلون على إجراء مزيد من التحليل للمادة لتطوير العمل النظري حول الموصلية الفائقة.
تشكل القطارات المسيّرة مغناطيسياً بمبدأ الطفو أو خطوط الكهرباء التي لا ينجم عنها أي فقدان للطاقة، ابتكارات مهمة للكهربائيين، بشرط إيجاد موصلات فائقة، أي أن التيار الذي يمر فيها لا يواجه أي مقاومة كهربائية، لكنه للاستخدام الاقتصادي.
وتعرف الشركات المصنعة جيداً كيفية تصنيع كابلات أو مغناطيسات فائقة التوصيل بالاعتماد على هذه الخاصية، كما الحال في التصوير بالرنين المغناطيسي. لكن هذه الحلول تتطلب تبريداً مكلفاً ومعقداً للمادة فائقة التوصيل، باستخدام النيتروجين السائل أو الهيليوم على سبيل المثال، إلى درجات حرارة أقل بكثير من مئتي درجة مئوية تحت الصفر.
للتغلب على ذلك، اكتشف علماء في عام 2015 مواد تكتسب قدرة فائقة على التوصيل في درجات حرارة أعلى، عند حوالى 75 درجة مئوية دون الصفر، لكن بشرط التعرض لضغط يفوق من 15 مليون بار، أي أكثر من ضغط الغلاف الجوي للأرض.
وأعلن فريق من الباحثين من الجامعة الأميركية في روتشستر، في دراسة نشرتها مجلة "نيتشر"، اكتشاف مادة تكتسب قدرة توصيل فائقة عند 21 درجة مئوية. لكن قبل كل شيء، يتميز هذا الموصل الفائق للتيار الكهربائي ذو الاسم المنمق - هيدريد اللوتيتيوم "المدعّم" بالنيتروجين، بأنه يكتسب هذه القدرة عند ضغط 10 آلاف بار فقط.
واعتبرت الفيزيائية بريجيت ليريدون، الباحثة في كلية التعليم العالي للفيزياء والكيمياء في باريس (ESPCI)، في حديث لوكالة فرانس برس أنه إذا تم تأكيد الاكتشاف، فسيكون "خطوة كبيرة إلى الأمام". وينعكس ذلك خصوصاً من خلال التحرر من الضغوط الهائلة للتجارب السابقة، ما يسمح "لعدد أكبر بكثير من الناس بدراسة هذه الأنظمة".
فريق روتشستر ليس جديداً على هذا الموضوع، كما أن عمله ليس خالياً من علامات الاستفهام. فقد سحبت مجلة نيتشر دراسة سابقة عام 2020، عن اكتشاف مادة أصبحت فائقة التوصيل عند 15 درجة مئوية وضغط أكثر من 2,5 مليون بار، بسبب تساؤلات عن طرق حساب البيانات.
ورأت بريجيت ليريدون، التي لم تشارك في الدراسة التي نُشرت الأربعاء الماضي، أن هذا العمل "يقدم مجموعة كاملة من الإجراءات المتماسكة"، مضيفة "بما أنه كانت هناك سلسلة كاملة من الإعلانات حول هذا الموضوع، مع سحب لدراسات في بعض الأحيان، فمن المهم حقاً إعادة إنتاج هذه التجربة في مختبر مستقل آخر".
في مقال ملحق بالدراسة الأخيرة المنشورة في مجلة "نيتشر"، لاحظ اثنان من علماء الفيزياء الأميركيين والصينيين أن الآلية في العمل يجب أيضاً شرحها.
ويسري ذلك أيضاً على الطبيعة الدقيقة للمواد المستخدمة. وتقول بريجيت ليريدون، "لا تزال هناك شكوك كبيرة حول التركيب البلوري للمادة".
هذه النقطة أثارها معدو الدراسة أنفسهم، الذين يعوّلون على إجراء مزيد من التحليل للمادة لتطوير العمل النظري حول الموصلية الفائقة.
