محققان موفق به ساخت نخستین ماده ابررسانای جهان در دمای اتاق شدند

از زمان کشف شدنش بیش از صد سال پیش، ابررسانایی نقشی اساسی در تکنولوژی‌های دوران مدرن ایفا کرده است و شاهد رد پای آن در راه آهن‌های مغناطیسی و اسکنرهای ام‌آر‌آی بوده‌ایم. اما به خطر نیاز مداوم به پایین ماندن دما، کاربردهای ابررسانایی همواره شکلی محدود داشته است. محققان حالا مدعی دستیابی به موفقیتی تازه در این حوزه شده‌اند و می‌گویند نخستین ماده جهان با قابلیت ابررسانایی با دمای اتاق را ساخته‌اند.

این پروژه که توسط رانگا دیاس در دانشگاه روشستر مدیریت می‌شود، به دنبال اینست که با استفاده از مواد ابررسانا، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در مسیر استفاده گسترده‌تر از این پدیده را کنار بزند. مواد مورد نظر این محققان، هیچ مقاومت الکتریکی نداشته و میدان‌ مغناطیسی را پس می‌زنند، اما از آن‌جایی که معمولا تنها در دمایی کمتر از ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد کار می‌کنند، نیازمند تجهیزات بسیار گران‌قیمت هستند تا دمایشان در محدوده مورد نظر حفظ شود.

دیاس می‌گوید: «به خاطر محدودیت‌های دمای پایین، موادی که چنین خاصیت منحصر به فردی دارند نتوانسته‌اند جهان پیرامون ما را آن‌طور که باید و شاید دگرگون کنند. با این همه، کشف ما این موانع را کنار زده و در را برای بسیاری از کاربردهای بالقوه باز می‌کند».

دیاس ابررسانایی با دمای اتاق را یکی از برجسته‌ترین دستاوردهای فیزیک مواد فشرده توصیف می‌کند و براساس مقاله‌ای که طی هفته گذشته منتشر شده، تیم او توانسته گامی بزرگ به سمت این هدف بردارد. محققان تاکنون برای چندین سال مشغول آزمون و خطا با مواد مختلف بوده‌اند تا ابررسانایی با دمای اتاق را محقق کنند: موادی مانند مس اکسیده و مواد شیمیایی مبتنی بر فلز. اما تیم دیاس دریافت که هیدروژن کارآمدترین ماده برای دستیابی به این مهم است.

دیاس بار دیگر توضیح می‌دهد: «برای دستیابی به ابررسانایی با دمای بالا، شما نیازمند ارتباط قدرتمندتر و عناصر سبک‌تر هستید. این‌ها خصیصه‌هایی بسیار بنیادین به حساب می‌آیند. هیدروژن سبک‌ترین عنصر است و ارتباط میان اتم‌هایش هم قدرتمندترین است».

یکی از نقاط ضعف این رویکرد آن است که هیدروژن خالص در شرایطی که شدیدا تحت فشار باشد وارد حالت فلزی می‌شود و بنابراین تیم محققان باید در عوض به سراغ مواد جایگزینی برود که از هیدروژن غنی باشند و در عین حال خواص ابررسانایی خود را حفظ کرده باشد و با فشار بسیار کمتری فلزی شوند.

بهترین فرمول، ترکیبی از هیدروژن، کربن و گوگرد است که در دمای ۱۴.۵ درجه سانتی‌گراد و فشار ۳۹ میلیون پوند بر اینچ مربع، قادر به ابررسانایی خواهد بود. اشکان سلامت از دانشگاه نوادا و یکی از نویسندگان مقاله اخیر برای جمع‌بندی می‌گوید: «ما در یک جامعه نیمه‌هادی زندگی می‌کنیم و با چنین تکنولوژی‌ای، می‌توانید جامعه را به یک جامعه ابررسانا تبدیل کنید که در آن دیگر به چیزهایی نظیر باتری نیاز پیدا نخواهید کرد.»

این تکنولوژی می‌تواند در آینده کاربردهای فراوانی داشته باشد، از جمله در شبکه‌هایی که الکتریسیسته را مخابره می‌کنند و با کشف جدید محققان، دیگر خبری از اتلاف فراوان انرژی به خاطر مقاومت الکتریکی نخواهد بود. یا اینکه می‌توان قطارهای مگلو قدرتمند و دیگر وسایل حمل و نقل این چنینی را به صورت گسترده مورد استفاده قرار داد.