【超電導】「-23℃」の高温超電導を達成! 夢の常温超電導に一歩近づく[12/15]
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・超電導は電気抵抗がゼロになるとともに、ピンどめ効果を与えるなど応用範囲は広いが、低温下でしか実現できていない
・高圧の水素化ランタンによって、-23℃での高温での超電導を達成したとの主張
・論文の査読や、追試による検証はまだだが、今現在の最高温度を達成した研究者によるもので信憑性は高い
ドイツの科学者たちが、高温超伝導の新記録を達成したと主張しています。プレプリントサーバの“ArXiv”で発表された論文によると、250Kつまり-23℃での史上最も高い温度での、電気抵抗ゼロが達成されました。
Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures
https://arxiv.org/abs/1812.01561
まだ他の研究者による確認は取れていませんが、この主張は現実味があります。というのも、発表したのがマックスプランク研究所の物理学者ミカイル・エルメッツ氏で、2014年に203Kの高温超電導を達成したその人だからです。
1911年に初めて発見された超電導は、なんとも奇妙な現象です。通常、導体を流れる電流には抵抗がかかり、流れるほどにロスが増えます。しかし、ある種の材料を冷やしていくと奇妙なことが起こります。電気抵抗がゼロになり、電流は抵抗無しで動けるようになるのです。
もし、電気抵抗ゼロ、かつマイスナー効果と呼ばれる効果も持つ場合、それは超電導と呼ばれます。マイスナー効果とは、磁場が浸透しなくなると同時に、内部にあった磁場が排出される現象です。ピンどめ効果を持つため、浮遊した磁性体のイメージとして一般に知られています。
科学者たちにとって、常温での超電導を達成することは悲願です。もし達成できれば、応用範囲は広く、社会を変えるだけのインパクトがあります。世界中の科学者たちが、この課題に取り組み、最高温度を記録したことを報告しては、再現性が確認されずに失敗するということが繰り返されています。
エルメッツ氏らの以前の研究で使った材料は硫化水素に150ギガパスカルという高圧をかけたものです。硫化水素は高圧をかけなければ気体で、卵の腐った匂いがします。新たな研究では、水素化ランタンが使われました。170ギガパスカルの圧力がかけられています。今年はじめの報告では、この物質で-58.15℃の超電導を達成したとされています。それからわずか数ヶ月でその温度を35℃も上げたというのです。
この新しい記録である-23℃は、冬の北極点の平均気温の半分です。この達成により、常温超電導へ一歩近づいたことになります。
しかし、この結果はまだ科学者コミュニティーによる検証にかけられていません。論文も現在査読を待っている状態です。
超電導が認められるには、3つのテストを通過する必要がありますが、研究チームが達成しているのはそのうちの2つだけです。1つ目は、ある閾値温度を下回った際の抵抗値の減少です。2つ目が、材料に別の物質を混ぜたことによる超伝導温度の低下です。この2つは達成されています。
3つ目は、マイスナー効果を持つかどうかです。確認できていないのは、研究者たちが作ったサンプルが非常に小さいため、磁力計での検出ができなかったためです。しかし、超電導温度まで下げたときに、外部の磁場への影響を観察しています。直接の証拠ではないですが、間接的にマイスナー効果を示しているのです。どちらにせよ、今後の追試によって発見の真偽がはっきりするでしょう。
-23度は業務用の冷凍庫で冷やせる温度です。まだ確認段階ではありますが、グッと常温超電導が近づいてきた感じがします。ただ、かかっている圧力が半端じゃ無いので、実用化は厳しそう…。とはいえ、達成温度は着実に上っています。今後の研究に期待ですね。
関連link
https://www.technologyreview.com/s/612559/the-record-for-high-temperature-superconductivity-has-been-smashed-again/
https://www.zaikei.co.jp/article/20181215/484030.html
https://nazology.net/archives/26846 超高圧が必要というところがなぁ
高温超電導の記録作りみたいにも思える >>60
圧力はこれ以上下げらないと言いたいんだろうけど
でも温度は常温に近づけることができると思ってるの?
圧力のアプローチはダメだけど温度は見込みがあると? <*`∀´>ニダ!
日本は韓国さま無しでは成り立たない哀れな国ニダ!
哀れな弟の日本を偉大な兄の韓国さまが助けてやるニダ!
哀れな日本の円と偉大な韓国さまのウォンを交換してやるニダ!
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哀れな日本と偉大な韓国さまは、兄弟の国、運命共同体ニダ!
弟の日本は、兄の韓国さまからの指導が絶対に必要ニダ!
へーLaねぇ、重たい元素が混じってても
良いわけね。にしても、よく此の方向で
探索したね。エレメッツさんスゴス。おれ
なら、CH4とかで探索してしまいそう。 冷やして原子の動きをおさえると、電子が4車線や9車線の道を走れるみたいな感じか
高圧にすると、原子の密度が濃くなって電子の道路が関係ない他の所からも道路が近くにきて
実質4車線、6車線にまで圧縮されるのか動きをおさえられるのか んで、レールガンは?
てか、ドイツもフランスも
中国に軍事技術を売りそうで怖いわ
日産→ゴーン→マクロン→キンペー
みたいな... いったん超高圧かけて超伝導化させると、その後に減圧しても超伝導保たれるとかだと面白いんだけど メンテ考えずに高圧環境下の物性実験
流行っているみたいだな >>95
その可能性はあるらしい
https://news.mynavi.jp/article/20170131-a132/
超高圧下で生成された金属水素は、理論的には準安定状態であるため、生成後に常温・常圧に戻しても金属水素の状態を保つことができる可能性がある。
また、金属水素が室温以上で超伝導状態を示す高温超伝導体である可能性も指摘されている。 アーカイブなら、ずっと前からUSO論文出まくりなんだけどね 北極点の冬側の半年の平均気温が-23℃て意味かな? 何故高圧で超電導になるのか
→高圧では結晶構造が変化すると思われる
それでは超電導になる結晶構造とはどのようなものか
その結晶構造を参考にして別の物質で試せば
もっと扱いやすい条件で超電導に出来るのか
こういう事だろ? >>10
圧力を維持するだけなら
エネルギーの出入りはないだろ 超電導は凄いと思うけど、永久磁石との組み合わせをチャーンとすればガーッと行くと思うよ 温度を上げてもいいけど、高圧が必要。今までとどっちが扱いやすい?
まぁ、未来への布石なんだろうけど。 線 材 が で き な い 限 り ゴ ミ 技 術 170GPaというと地球の中心部に近い高圧だから、維持するのにコストかかりすぎでしょう。
実用になる超電導ではなく、次へのステップとなる可能性を持つという程度。 硫化水素が溶けて気体となった時が危険すぎる
実用化はかなり難しいだろうな そういや金属水素が実験室で出来たとか出来ないとかの話はどうなったの? 他の惑星でなら、いつでも超伝導があって
その星のニュートン力学になってるはず >>32
宇宙の法則に従うなら難しいだろうな。
化学反応で金を精製しようとするようなものだ。 >>115
水素圧縮の圧力記録が更新される度に
相転移圧力の予測値が未達成圧力に上がっていく -40度ぐらいまでなら
コンプレッサー方式の普通の冷凍機で冷やせるんだな >>79
分子によっては可能性がある。
ただし、分かっていないようだから説明するけど、気体は圧縮すると熱を持つ。
超高圧なら莫大な熱量が発生する。
それを氷点下何十度に冷やしているんだから、常圧下の気温と単純な比較はできないよ。 >>104
現実には準安定状態とならないとエネルギーが必要だよ。
さらに冷却するからそのエネルギーも必要だ。 なんかこれがうまくいけば希少資源の供給に頼らずに超電導が可能ってことなんかな
線材も冷却気体も高いから >>13
半分とか関係ないやろって思ったけど、まあ言いたいことはわかるからええやん >>88
それありそう
低温も高圧もなんかギュッとなってるイメージ
木星の場合は高重力で圧縮されてそう 超高圧掛けなきゃダメな時点で使い物にならないのでは? >>66
あるいは身長179.5pは179pの半分って言ってるようなものだな。 -23℃のどのへんが高温なんだ?
頭わいてんのか?
ああ、お勉強のしすぎでオーバーヒートしたんか
頭にCeleronとか入れてる奴らは大変だな
ワイは安定のAMD一択 >>1
すごい。すごすぎる。
この装置を極地に置いておけば超電導磁石を組み合わせた発電所で高効率な発電が永続的に行える
人類の最後の拠点になるだろうね
エバQの冒頭の基地みたいな感じかな 温度が常温に近づくほど強力な電磁石が低コスト化すると思う それだけの高圧かけて冷却するのは大変だろうな... >>136
150ギガパスカル
1気圧=1013hPa≒10万Pa
1ギガパスカルは10億パスカル
150万気圧掛けるって事... 温度と圧力しかないとか言ってるやつは科学向いてないからあんましゃべんないほうがいいよ >>67
今は低温。でも、この研究が進むと安価に高圧をつくる技術ができるかもしれない。 一気にジャンプしたな
これが本当なら世紀の大発見だよ
メカニズムの解明もだけど 一気にジャンプしたな
これが本当なら世紀の大発見だよ
メカニズムの解明もだけど >>1
>硫化水素に150ギガパスカルという高圧をかけたものです。
およそ150万気圧
解散
と普段は言うところだが
上記の構成を調べ常圧で同じ構成を別の物質で作ることができれば常圧での超高温超電導になるので有意義な研究
道のりはまだまだ長いが進んでいる 硫化水素の臭いなら知ってるんだが、今だに腐った卵の匂いを嗅いだとがない >>141
この実験だと先が凹んだダイヤモンドの針を向かい合わせて試料を挟んでプレスする方式だと思う
試料を大きくすると圧力が掛けられないから発展は難しいよ 圧力発生装置自体は掌に載るサイズの
簡単な装置。150GPa位の圧力は、かけ
るだけなら、そんなに難しく無いのよ。
但し、圧力の懸かった試料の電気磁気
物性を測定するとなると、そりゃもう
エライこっちゃ。 >>10
> せめて大気の数倍程度の圧力ならまだ実用化できる用途があるかもしれないが、これだけの高圧だと圧力を維持するだけで十億単位の施設を必要とする。
だな
超高圧下で仮に常温で超伝導を達成できたとしても、それよりは常圧で液体窒素温度のほうが遥かに実用的
超高圧下での超伝導の相転移温度の記録は最高転移温度を争う記録競争以上の実用的価値はない >>148
まあ高圧常温超伝導のしくみよ解明の過程で、常温常圧で超伝導になる物質の開発に道を開くかも知れない。
無駄ではないかもよ。
世の中の研究の大部分は近視眼的に一見すると無駄なのばっかり 常温と言わないまでも、常圧かせいぜい数気圧程度で、液体窒素で超電導状態を安定させられればブレイクスルーでしょ
液体ヘリウムでMAGREVやるとか、実験止まりならまだしもそれで商業路線化とか頭どうかしてる >>150
液体ヘリウムでMRI装置商業化してるが?
まあSCMとして使うなら液体窒素温度 (77K)は当分無理だが、近い将来液体ヘリウム不要な直接冷凍機(20-50K)になりそうだからいいんでね? ちなみに人工ダイヤモンドを作るのに必要な高圧が5GPa 電気代無料の冷凍庫ができるってこと?
アイスクリーム屋さんが買ってくれそう これは超高温超電導体のデータ収集を目的とした研究なのに実用化の話してるバカは何考えてんの? あと1/1500減圧できればマリアナ海溝の底に超伝導発電所ができるんか? >>1
> この新しい記録である-23℃は、冬の北極点の平均気温の半分です
−23℃は寒いし
∧_∧
⊂(`・ω・´) 凍死する気温
/ ノ∪
し―-J |l| |
人ペシッ!! 超高圧であっても常温超伝導に必要な結晶構造の指針が得られる
って意見あるけどさ・・・
原子間距離が短くなきゃダメ→常温じゃムリ
ってなる気がするんだよね -23度は業務用冷蔵庫できても150GPaがミリだろ >>163
ダメなことがわかるなら諦めればよい
無駄が無くなっていいじゃない
そのリソースを別分野に生かせ >>99
リニアの地下トンネルが一気に卵の腐った臭いに包まれる >>165
スレ違いだが核変換が起きた証拠が発熱だけとかケンカ売ってるようなもん
発熱反応なんて宇宙で最もありふれた現象
核変換→発熱 は正しいが
発熱→核変換 は事実上間違い
なぜ、より高感度で詳細が分かるXPS解析しないのか >>149
まあね、その可能性や価値は認めるにやぶさかではないよ。
実際、148を投稿する時、君が指摘した点を148に書いておこうかとも思ったが長くなって論旨がボケるというか明快さを損なうので省いたんだよ。
しかし地球中心の圧力の半分近い超高圧で超伝導になると言われてもねえ。
それで得られた知見が、いつか常圧の超伝導の転移温度を向上させるアイデアや物質の発見に結びつくことを期待しよう。
ああ、それと、こういう超高圧とか極限状況での物性の実証的な研究そのものは無駄と思ってないよ。
そういう基礎研究にはどんどん研究費を出せば良いと思っている。理由は正に君が指摘した理由だ。
基礎研究なんて宝くじ同然の一種のギャンブルだから大当たりが欲しければ色々と試すことが何よりも重要。
高エネルギーのための巨大加速器みたいに建設費・運用費合わせて兆単位のお金が必要というのは困るがね。
(しかも巨大加速器で行う素粒子反応の場合、エネルギーのスケールが通常の物性物理どころか原子核反応(核分裂や核融合)のそれと比べても
6〜9桁も大きいから高エネの素粒子反応が実用に結びつく可能性は100年先でも有り得ないからねえ、それに比べれば物性物理の基礎研究なんて
コストも桁違いに安くて済むし100年以内に使える当たりくじにブチ当たる可能性もゼロじゃない) 凄いことは分かったが、日常生活に
降りることは無いだろうな。 >>153
>>150の、
液体ヘリウムでマグレブ云々のところに突っ込んでいます。 >>163
原始間距離が短くて超伝導の条件を満たす構造を探したら見つかるかも知れない これから色んな化合物試すんだろうけど出だしから好成績だな高圧?超電導
温度自体は目標達成と言っていいくらいだリニアが当たり前の世界とかSFみたいだ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています