Supravodivosti se podařilo dosáhnout už při -23 °C, ale jen za vysokého tlaku

TLDR verze: Supravodivost při pokojové teplotě je už skoro na dosah! Aby jí ale výzkumníci dosáhli, museli extrémní chlad vyměnit za extrémní tlak (studie tu).

Poková teplota na Sibiři

Supravodivost by potenciálně mohla do elektroniky i průmyslu přinést takovou revoluci, že by z toho i Maximilienu Robespierrovi šla hlava kolem! Supravodivost je totiž jev, při němž materiál neklade žádný odpor. Toho se dá využít jak u nižší spotřeby elektřiny, tak i levitace, magnetické rezonance, super-dee-dupper baterií, kosmické elektrárny a dalších sci-fi nápadů. Supravodivost samozřejmě není nedosažitelná – dovedeme to i dnes.

Problém je, že na ní potřebujeme materiály hodně podchladit, což žere více energie, než by bylo žádoucí, a nehodí se to pro každou z potenciálních aplikací. Vezměte si třeba supravodivou levitaci. Nemužeme jaksi očekávat, že superlevné maglevy nám nahradí oldskool šaliny i v tom největším zapadákově, pokud budeme muset trasu udržovat při absolutní nule…

Čekali jste teď nějaký vtip na Brno, co? Ale namísto toho tu máte gifík s praktickou ukázkou chladné supravodivé levitace, vy malověrní!

Svatým grálem je tedy tzv. supravodivost při pokojové teplotě. Ta však stále zůstává více méně nedosažená. Uvažuje se, že by cestou vstříc ní toho mohl být třeba kovový vodík nebo nějaká konfigurace grafenu, popřípadě jiné magické materiály.

Existuje však i další potenciální možnost. Tu demonstroval v nejnovější studii tým vědátorů, kterému se podařilo se dotáhnout supravodivosti až do -23 °C! To je už skoro supravodivost při pokojové teplotě – pokud tedy máte obývák na Sibiři a vypnuli vám topení, anebo hodně často větráte…

Aspoň vám ovšem nezteplá vodka! Stroj: 180 Grados

Materiálová magie

Čí entitě se výzkumníci museli pro takový výsledek upsat? Především tlaku! Tým vedený Michailem Eremetsem z Institutu Maxe Plancka pro chemii dosáhl zvýšení teploty supravodivosti skrze umístění kusu kovového prvku lathanum do odizolovaného prstence, který poté umístili do nádoby s natlakovaným vodíkem.

Následně udělátko začali stlačovat mezi dvěma diamanty až na 2 miliony atmosfér, načež lathanum zahřáli laserem, aby vytvořili hydrát lathana. Skrze ten následně poslali proud a zjistili, že odpor klesne na nulu právě při -23 °C!


Lze však výsledkům věřit? Přeci jenom, kolem supravodičů při pokojové teplotě se napsalo už hodně bulšitu. Well, Eremetsova parta není v oboru nováčkem. Už v roce 2015 se jí podařilo dosáhnout poslendího rekordu, kdy zrealizovali supravodivost při teplotě -70 °C. Původní studie vyšla sice už loni v prosinci na prepublikačním serveru arXiv (kam si může hodit prakticky kdokoliv, cokoliv), ale nyní její závěry ověřil i peer-reviewed vědecký žurnál! Zdá se tedy být legit!

Přesto zůstává pár otázek. U získaného supravodivého hydrátu se třeba nepodařilo detekovat Meissnerův efekt, při němž daný materiál vytlačuje magnetické pole. Ten ale teorie kolem supravodivosti vyžadují – nabízí se tedy interpretace, že vědátoři z Maxe Plancka také mohli získat kulový. Nicméně, také je tu verze autorů, podle níž je získaný materiál tak malý, že daný efekt nelze pozorovat. Více budou muset potvrdit až další týmy a studie. Kéž bychom tak měli nějaký snímek, který by ilustroval, o jak malý vzorek se jed–

OK, už jim věřím, že získaný materiál je fakt prťavý… Stroj: Drozdov et al.

Vyhánění čerta ďáblem

Samozřejmě, pokud o supravodivosti neslyšíte poprvé, možná už tušíte v úvodu avizovaný háček. Vtip je v tom, že vztah mezi chladem a tlakem je v případě supravodivosti na bázi na quid pro quo bázi. Čili že lze zvýšit teplotu supravodivosti – ale jenom výměnou za extrémní tlak.

Jedině poté materiál vykazuje supravodivost. Pokud si tedy neužíváte pobyt na mořském dnu (fskutečnosti ještě půlmilionkrát vynásobený…), ani při pokojové teplotě vám podmínky vaší cimry se supravodičem asi nebudou úplně vyhovovat…

Jakkoliv by tak bylo možné objev zakončit na pesimistické notě, práce je rozhodně jistým krokem kupředu. V minulosti se například dařilo supravodiče odhalovat spíše náhodou – v uplynulé dekádě se to však daří častěji již na základě teoretických předpokladů! Vědátoři tedy kráčí správným směrem. Cílem je samozřejmě skrze fyzikálně-materiálové hrátky získat předmět, který za vysokého tlaku jen vznikl, ale vysokoteplotně supravodivé schopnosti si ponechal i po vytáhnutí z lisu.

Dokud se tak nestane, avizovaná revoluce ve vědě a průmyslu nás samože nečeká. Ale supravodivost při pokojové teplotě je natolik složitým jevem, že by bylo skoro podvádění, kdyby se nám vydala na milost příliš snadno!

[LL]

Supravodivý kov sice ještě tisknout neumíme, ale ten běžný, ten už nám jde!

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze