นักวิทย์ระบุ ตัวนำยิ่งยวด แหวกแนว ตัวแรกของโลกที่พบในธรรมชาติ
มีวัสดุเพียงไม่กี่ชนิดที่มีความสามารถพิเศษในการจ่ายกระแสไฟฟ้าโดยแทบไม่มีความต้านทานต่อสิ่งที่เรียกว่าความเป็น ตัวนำยิ่งยวด ส่วนเล็กๆ เหล่านี้สามารถพบได้ในธรรมชาติ
นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าวัสดุชนิดหนึ่งซึ่งมีสูตรที่พบในธรรมชาติสามารถเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำได้โดยไม่ต้องใช้ เทคนิคควอนตัมทั่วไปทำให้วัสดุชนิดนี้เป็นตัวนำยิ่งยวดที่แหวกแนว
ตัวนำยิ่งยวดมีความน่าสนใจและยังมีประโยชน์อย่างมากอีกด้วยเนื่องจากตัวนำไฟฟ้าไม่สูญเสียพลังงานโดยทั่วไปแล้วต้องใช้อิเล็กตรอนที่แบ่งปันตัวตนในสิ่งที่เรียกว่า คู่ทองแดง ทำให้พวกมันสามารถผ่านอะตอมที่สับสนวุ่นวายได้อย่างง่ายดาย
คู่ทองแดง ในตัวนำยิ่งยวดแหวกแนวเชื่อมโยงกันในลักษณะที่ไม่ได้อธิบายไว้ในโมเดลแรกๆ ในเรื่องความเป็นตัวนำยิ่งยวด ซึ่งยังหมายความว่าพวกมันจะปรากฏที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นอีกด้วย เมื่อผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการอย่างละเอียดหลายชุดทีมนักวิจัยนานาชาติพบว่าแร่ไมแอสไซต์ (ซึ่งทราบกันดีอยู่แล้วว่าเป็นตัวนำยิ่งยวด) สามารถแสดงคุณสมบัติของตัวนำยิ่งยวดที่แหวกแนวได้ คริสตัลไมอาไซต์ ผลึก ไมแอสไซต์
สังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ
ไมแอสไซต์นั้นเกิดขึ้นในธรรมชาติและเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเคราะห์ได้ในห้องแล็บทำให้มันยิ่งผิดปกติมากยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม
น่าสังเกตว่าไม่น่าเป็นไปได้ที่ชิ้นส่วนของไมแอสไซต์ที่พบในธรรมชาติจะมีความบริสุทธิ์ที่จำเป็นต่อการทำหน้าที่เป็นตัวนำยิ่งยวดที่แหวกแนว
“โดยสัญชาตญาณ คุณคิดว่านี่คือสิ่งที่สร้างขึ้นอย่างจงใจในระหว่างการค้นหาแบบเจาะจงและมันไม่สามารถมีอยู่ได้ในธรรมชาติ” รุสลัน โปรโซรอฟ นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐไอโอวากล่าว
มีการใช้การทดสอบที่แตกต่างกันสามแบบเพื่อกำหนดความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่แหวกแนวของไมแอสไซต์ ซึ่งรวมถึงการทดสอบการเจาะลึกในลอนดอน ซึ่งวัดปฏิกิริยาของวัสดุต่อสนามแม่เหล็กอ่อนการค้นพบนี้เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในการค้นหาวัสดุใหม่ๆ เพื่อพัฒนาสาขาต่างๆ
เช่น วิทยาศาสตร์ควอนตัม นั่นนำทีมไปสู่ไมแอสไซต์ (Rh17S15) ซึ่งรวมธาตุที่มีจุดหลอมเหลวสูง (โรเดียม) เข้ากับธาตุระเหยง่าย (ซัลเฟอร์) ตรงกันข้ามกับธรรมชาติของธาตุบริสุทธิ์ ซึ่งได้ผู้เชี่ยวชาญการใช้ส่วนผสมของธาตุเหล่านี้ซึ่งช่วยให้ผลึกเติบโตที่อุณหภูมิต่ำโดยมีความดัน ไอน้อยที่สุดนักฟิสิกส์ Paul Canfield จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐไอโอวา กล่าว
มันเหมือนกับการค้นหาหลุมตกปลาที่ซ่อนอยู่ซึ่งเต็มไปด้วยปลาอ้วนตัวใหญ่ ในระบบ Rh-S เราค้นพบตัวนำยิ่งยวดใหม่สามตัว" ตัวนำยิ่งยวดถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีต่างๆ เช่น เครื่องสแกน MRI และเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ แต่มีศักยภาพมากกว่าที่นี่มาก
เมื่อพิจารณาถึงลักษณะเฉพาะของไมแอสไซต์ มันอาจจะเป็นส่วนสำคัญของศักยภาพนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบที่สังเคราะห์ขึ้นอย่างบริสุทธิ์
ตัวนำยิ่งยวดที่แหวกแนวอาจมีความซับซ้อน แต่ก็น่าตื่นเต้นเช่นกันเพราะพวกเขาสัญญาว่าจะปลดล็อกการค้นพบใหม่ทางฟิสิกส์และการใช้เทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวดแบบใหม่
การค้นพบกลไกที่อยู่เบื้องหลังความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่แหวกแนวเป็นกุญแจสำคัญในการใช้งานตัวนำยิ่งยวดในเชิงเศรษฐกิจ" Prozorov กล่าว
การทดสอบอีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างข้อบกพร่องในวัสดุซึ่งอาจส่งผลต่ออุณหภูมิที่วัสดุกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดตัวนำยิ่งยวดที่แหวกแนวมีความไวต่อความผิดปกติที่เกิดจากข้อบกพร่องเหล่านี้มากกว่าวัสดุตัวนำยิ่งยวดทั่วไป