Superledning

Forskere har for første gang lagd en superleder som fungerer ved romtemperatur

Til gjengjeld kreves det ekstremt trykk.

En svevende magnet er den klassiske demonstrasjonen av superledning. Her er superlederen (nederst) kjølt med flytende nitrogen.
En svevende magnet er den klassiske demonstrasjonen av superledning. Her er superlederen (nederst) kjølt med flytende nitrogen. (Foto: University of Rochester/J. Adam Fenster)

Til gjengjeld kreves det ekstremt trykk.

For mange i Norge ble superledning for alvor et kjent fenomen da dette på slutten av 1980-tallet ble demonstrert på blant annet Dagsrevyen i form av en svevende magnet. Rundt årsskiftet 1986/87 hadde forskere ved IBM Research i Zürich oppdaget at visse keramiske oksider kunne være superledende ved så høye temperaturer som 92 grader Kelvin, rundt -181 grader Celsius. Dette er like over koketemperaturen til nitrogen. 

Selv om det finnes bruksområder for svevende magneter, slik som svevetog, er muligheten til å la elektroner, altså elektrisitet, flyte gjennom en materiale uten motstand, det sentrale ved superledning. Tenk hva det kunne ha gjort for blant annet strømforbruket og varmeutviklingen fra for eksempel datamaskiner. 

Problemet med superledning er at det bare har fungert ved temmelig lave temperaturer. Med årene har det blitt mulig å gjøre det ved betydelig høyere temperaturer enn 92 Kelvin. I fjor skal en gruppe forskere ved blant annet Max-Planck Institut für Chemie i Tyskland ha oppnådd superledning i lantanhydrid (LaH10) ved 250 K, noe som tilsvarer cirka 23 minusgrader Celsius, bare litt kaldere enn det er i en vanlig fryseboks. Forskerne oppnådde dette ved å sette materialet under svært høyt trykk. 

Les også

Ved «romtemperatur»

Det å kunne få til superledning ved romtemperatur har vært en slags hellig gral for forskere innen materialvitenskap. Nå har en gruppe forskere, de fleste av dem tilknyttet amerikanske University of Rochester eller University of Nevada i Las Vegas, oppnådd dette. I alle fall dersom vi er villige til å tøye grensene litt. 15 grader Celsius (287,7 ± 1,2 K) er kanskje litt kjølig romtemperatur for de fleste av oss, men det er i alle fall en god del plussgrader. 

Ifølge MIT Technology Review ble dette oppnådd ved at et materiale, bestående av like mengder karbon og svovel, ble formet til små baller, deretter satt under trykk mellom to ambolter lagd av diamant, samtidig som det ble tilført hydrogengass. Deretter ble materialet bestrålt med laser i flere timer. Dette skapte en krystall som ikke er stabil under lavt trykk. Men den er superledende, og knøttliten – 1/30.000.000 meter i diameter. 

Skisse over en diamantambolt.
Forskerne av bruk en diamantbasert ambolt som dette. Illustrasjon: University of Rochester/Dias lab

Trykket som ble brukt, mer enn 220 gigapascal, er temmelig ekstremt. Det er mer enn to millioner ganger høyere enn det som kalles for en standardatmosfære, det gjennomsnittlige lufttrykket ved havnivå i Paris. 

I medisinsk utstyr og datamaskiner

Allerede i dag brukes superledende magneter til mange formål. Svevetog er nevnt. Mer dagligdags for mange, er MR-maskiner (Magnetic Resonance). Partikkelakseleratorer og kvantedatamaskiner, er andre områder hvor superledning har blitt tatt i bruk.

Problemet er den lave temperaturen som vanligvis kreves. 

 – Kostnaden ved å holde disse materialene ved kryogeniske temperaturer er så høy at du ikke egentlig kan dra full nytte av dem, sier Ranga Dias, universitetslektor i maskinteknikk, fysikk og astronomi ved University of Rochester, i en pressemelding fra universitetet. Det er Dias som har ledet forskningsprosjektet. 

15 grader Celsius kan enkelt oppnås med for eksempel et vanlig vinskap. 

Sammen med kollegaen Ashkan Salamat ved University of Nevada i Las Vegas, har Dias etablert et selskap, Unearthly Materials, som skal forsøke å finne materialer som både er superledende ved romtemperatur og som kan bli masseprodusert ved omgivelsestrykk («ambient pressure»).

Dias mener at slike materialer definitivt kan forandre verden slik vi kjenner den.

Les også

Kommentarer (4)

Kommentarer (4)
Til toppen