Hat der Mensch bei 21 °C die Supraleitung bei Raumtemperatur erreicht?
Der Physikkreis ist völlig explodiert! Gestern Nachmittag, Pekinger Zeit, explodierte ein Donnerschlag auf der Physikkonferenz in Las Vegas, USA – Hochtemperatur-Supraleitung stand im Verdacht, einen bahnbrechenden Durchbruch zu erzielen.
Auf der Konferenz berichtete der Physiker Ranga Dias von der University of Rochester über diesen bahnbrechenden Durchbruch in der Forschung zur Supraleitung bei Raumtemperatur.
Wenn Ranga Dias dieses Mal wirklich die Supraleitung bei Raumtemperatur erreicht, dann wird das globale Energieverbrauchsproblem von der Quelle gelöst – der Mensch wird elektrische Energie nutzen, um enorme Energie zu gewinnen.
Wenn wir die kontrollierbare Kernfusion von Grund auf beherrschen, können wir sogar lange Raumfahrten durchführen. Man kann sagen, dass die Menschheit wirklich durchstarten wird.
Und diejenigen, die diese Technologie beherrschen, werden zweifellos die Welt anführen. (Es ist, als würde Science-Fiction Wirklichkeit werden.)
In diesem Zusammenhang sagte James Hamlin, ein Physiker an der University of Florida, dass dies, wenn die Ergebnisse stimmen, der größte und schockierendste Durchbruch in der Geschichte sein könnte Supraleitung.
An diesem Tag stürmten Wissenschaftler wie verrückt in den Veranstaltungsort, in der Hoffnung, die Geschichte mit eigenen Augen zu erleben. Aufgrund des hohen Anteils an Physikprominenten mussten die Organisatoren den Sicherheitsdienst rufen, um die Tür zu blockieren und die Menschenmenge zu vertreiben.
Allerdings hat dieser Ranga Dias eine „dunkle Geschichte“. Vor einem Jahr wurde sein in Nature veröffentlichter Artikel über C-S-H-Supraleitung bei Raumtemperatur zurückgezogen, und jetzt feiert er ein Comeback mit N-Lu-H-Supraleitung bei Raumtemperatur.
Solange also die experimentellen Ergebnisse nicht erfolgreich reproduziert werden können, ist das Ganze noch voller Zweifel. ???
Warum ist die Supraleitung bei Raumtemperatur so wichtig, dass sie Physiker auf der ganzen Welt schockiert?
Wenn Supraleiter kommerzialisiert werden können, wird Wechselstrom überhaupt nicht benötigt und auch Umspannwerke können sich aus der Bühne der Geschichte zurückziehen.
Der durch den Supraleiter fließende Strom ist sehr groß, wodurch ein starkes Magnetfeld erzeugt werden kann. Es hat großartige Anwendungen in der Kernspinresonanz, der Magnetschwebebahn und anderen Feldern. Selbst für die kontrollierbare Kernfusion ist keine Supraleitung mit flüssigem Stickstoff erforderlich.
Wenn es wirklich wahr wird, wird die Welt der Physik und Materialwissenschaften ein großes Erdbeben auslösen. (Von ChatGPT Ende letzten Jahres bis zur Raumtemperatur-Supraleitung Anfang dieses Jahres: Ist das explosive Jahr der Humanwissenschaft und -technologie wirklich gekommen?) -Temperatur-Supraleiter, erschien auch am Veranstaltungsort
Was ist Supraleitung?
K. Onnes und andere von der Universität Leiden in den Niederlanden entdeckten erstmals 1911, dass der Widerstand von Quecksilber 0 wird, wenn die Temperatur unter -269 °C abgekühlt wird. Sie nannten diesen Zustand „Supraleitung“.
Dies war die weltweit erste Entdeckung der Supraleitung, für die Onnes 1913 den Nobelpreis für Physik erhielt.
In den folgenden mehr als hundert Jahren der Forschung haben Wissenschaftler Tausende von supraleitenden Materialien entdeckt, darunter verschiedene Elementarmaterialien, Legierungsmaterialien, Verbundmaterialien und supraleitende Keramiken.
Obwohl aktuelle supraleitende Materialien in Bereichen wie Quanten- und MRT weit verbreitet sind, müssen sie auf extrem niedrige Temperaturen abgekühlt werden, um supraleitende Zustände zu erreichen.
Mit anderen Worten, in praktischen Anwendungen müssen wir uns immer noch auf teure kryogene Flüssigkeiten verlassen, um eine Umgebung mit niedrigen Temperaturen aufrechtzuerhalten. Daraus folgt, dass die Kosten für die Aufrechterhaltung niedriger Temperaturen die Kosten für das supraleitende Material bei weitem übersteigen.
Daher ist die Supraleitung bei Raumtemperatur, also das Erreichen einer Nullwiderstandsleitung ohne Kühlung, das von Physikern verfolgte Ziel geworden, das die Grenze der höchsten kritischen Temperatur ständig aktualisiert.
In dieser neuesten Forschung haben Ranga Dias und sein Team experimentell ein Material LNH entwickelt, das aus Wasserstoff (99 %), Stickstoff (1 %) und reinem Lutetium besteht.
Wissenschaftler platzierten dieses Material in einer Umgebung von 392.000 °C, damit es drei Tage lang reagieren konnte. Die ternäre Verbindung bestehend aus Wasserstoff, Stickstoff und Lutetium hat zunächst eine leuchtend blaue Farbe.
Diese Verbindung wurde im Diamantambosstank komprimiert. Als der Druck 3 kbar erreichte, kam es zu einer erstaunlichen Veränderung: „Die Supraleitung begann sich von blau nach rosa zu ändern.“
Bei etwa 30kbar Druck wurde es schließlich wieder knallrot und der Widerstand sank auf Null.
Ranga Dias gab diesem schockierend entdeckten Material auch den Codenamen „reddmatter“. Der Name wurde vom Namen eines von Spock in Star Trek geschaffenen Materials inspiriert.
Experimente ergaben, dass dieses Material jeglichen Widerstand gegenüber elektrischem Strom verlor und bei einer Temperatur von etwa 21 Grad Celsius und einem Druck von 1 GPa in einen supraleitenden Zustand überging.
1 GPa ist etwa das 10.000-fache des Atmosphärendrucks (der Standardatmosphärendruck beträgt etwa 101,325 kPa), aber im Vergleich zu den Millionen Atmosphären, die für Supraleiter bei Raumtemperatur erforderlich sind, ist dies weitaus niedriger als erwartet.
Wie kann man also beweisen, dass diese ternäre Verbindung die Bedingungen der Supraleitung erreicht?
In der Arbeit wurde erwähnt, dass ein Schlüsselkriterium für die Beurteilung supraleitender Materialien der Meissner-Effekt ist, bei dem es sich um vollständigen Diamagnetismus handelt.
Vollständiger Diamagnetismus kann erreicht werden, da die Oberfläche des Supraleiters einen verlustfreien diamagnetischen supraleitenden Strom erzeugen kann. Das durch diesen Strom erzeugte Magnetfeld hebt das Magnetfeld im Inneren des Supraleiters auf.
Die Temperaturabhängigkeit des magnetischen Moments und der M-H-Kurve bei verschiedenen Temperaturen wurde mit der Methode des vibrierenden Probenmagnetometers (VSM) auf dem Quantum Design Physical Properties Measurement System (PPMS) gemessen.
Abbildung 3a zeigt den Einfluss der Temperatur auf die magnetische Gleichstromsuszeptibilität unter den Bedingungen der Nullfeldkühlung (ZFC) und der Feldkühlung (FC). (χ = M/H, wobei M die Magnetisierung und H das Magnetfeld ist) Die Existenz der supraleitenden Phase wurde dann durch Messung des Meissner-Effekts der Abkühlung in einem Magnetfeld bestätigt. Der deutliche Beginn des Meissner-Effekts wird bei 277 K um 8 kbar beobachtet. M-H-Kurvendaten wurden mit PPMS mit VSM-Option aufgezeichnet.
Magnetische Suszeptibilität
#🎜 🎜#Ein weiterer Standard ist der Nullwiderstandseffekt.
bedeutet, dass es bei Raumtemperatur ein Leiter oder Halbleiter oder sogar ein Isolator ist, aber wenn die Temperatur auf einen bestimmten Wert Tc sinkt, sinkt sein Gleichstromwiderstand plötzlich auf Null dieses Phänomens.
Im Experiment zeigte der temperaturabhängige Widerstand der Wasserstoff-Stickstoff-Lutetium-Verbindung unter hohem Druck einen supraleitenden Übergang bis zu 294K bei 10±0,1 kbar, was war in allen Experimenten die höchste Die höchste gemessene Übergangstemperatur in .
Die Natur sagte, dass die ternäre Verbindung Wasserstoff-Stickstoff-Rho tatsächlich vorhanden ist Nachdem die Supraleitung bei Raumtemperatur erreicht wurde, muss noch geklärt werden, welche Rolle sie bei der Erzielung solch hoher Übergangstemperaturen spielt.
Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um zu bestätigen, dass es sich bei dem von Ranga Dias und seinem Team untersuchten Material um einen Hochtemperatur-Supraleiter handelt, bevor verstanden werden kann, dass dieser Zustand durch Vibrationen verursacht wird Cooper-Paare (vibrationsinduzierte Cooper-Paare) oder werden durch einen unkonventionellen Mechanismus angetrieben, der noch nicht entdeckt wurde.
Maschineller Lernalgorithmus zur Vorhersage neuer Materialien
Bemerkenswert Ja, Dieses Experiment verwendete auch Algorithmen des maschinellen Lernens bei der Vorhersage neuer supraleitender Materialien.
Anhand der im Labor gesammelten supraleitenden experimentellen Daten trainierte das Team einen Algorithmus, um andere mögliche supraleitende Materialien vorherzusagen.
Diese Materialien werden tatsächlich aus Tausenden möglichen Kombinationen von Seltenerdmetallen, Stickstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff gemischt und aufeinander abgestimmt. „Im täglichen Leben werden unterschiedliche Metalle für unterschiedliche Anwendungen verwendet, daher benötigen wir auch unterschiedliche Arten supraleitender Materialien“, sagte Dias. „So wie wir unterschiedliche Metalle für unterschiedliche Anwendungen verwenden, brauchen wir mehr Umweltsupraleiter, um unterschiedliche Anwendungen zu erfüllen.“ Keith Lawlor nutzt Supercomputing-Ressourcen, die vom Integrated Research Computing Center der University of Rochester bereitgestellt werden.
Insbesondere bestehen die ungefähren Schritte darin, dass Physiker die relativ einfach zu berechnende Eliashberg-Spektralfunktion verwenden, um das neuronale Netzwerk zu trainieren. Verwenden Sie das neuronale Netzwerk, um mehr Eliashberg-Spektralfunktionen schwieriger zu berechnender ternärer Hydride zu generieren. Dann können Sie die Tc verschiedener ternärer Hydride berechnen und dann einfach einige ternäre Hydride mit der höchsten Tc ausprobieren.
Einige Internetnutzer kamen zu dem Schluss: „Jetzt wissen wir, dass der Held hinter den großen Neuigkeiten von heute immer noch ML/KI ist.“ 🎜🎜#Und Selbst dieses Experiment war nicht streng. Es heißt, ein großer Chef habe bei dem Treffen Fragen gestellt und Dias sofort zur Rede gestellt.
Scharfäugige Internetnutzer wiesen darauf hin, dass es vermutlich Probleme mit der Praxis des Ausschneidens des Hintergrunds im PPT (links im Bild) und den DC-Magnetsuszeptibilitätsdaten gibt (rechts im Bild).
# 🎜 🎜#
vom B-Station-Netizen „sddtc888“
In ähnlicher Weise äußerten auch Nature and Science in Pressemitteilungen Zweifel.
Artikeladresse: https://www.nature.com/articles/d41586-023 -00599-9
Artikeladresse : https://www.science.org/content/article/revolutionary-blue-crystal-resurrects-hope-room-temperature-superconductivity
„Ich denke, sie müssen ihre Arbeit wirklich öffentlich machen, bevor die Leute es glauben können“, sagte James Hamlin, ein Physiker an der University of Florida, ein Physiker an der Zweigstelle, der sogar unverblümt sagte: „Ich bezweifle das stark, weil ich.“ Glauben Sie diesen Autoren nicht. Dias gründete nicht nur das Start-up-Unternehmen Unearthly Materials, sondern meldete auch ein Patent auf Lutetiumhydrid an.
Mit dieser Operationswelle sammelte er nicht nur mehr als 20 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln von Investoren wie Spotify und OpenAI, sondern musste sich auch keine Sorgen um andere machen Finden Sie ihn. Kommen Sie an Ihre Tür und fragen Sie nach „Proben“.
In diesem Zusammenhang sagte Dias: „Wir haben klare und detaillierte Anweisungen zur Herstellung von Proben. In Anbetracht der proprietären Natur des Prozesses und der bestehenden geistigen Eigentumsrechte, „Ich habe nicht vor, dieses Material, einschließlich der damit verbundenen Methoden und Prozesse, weiterzugeben.“ Wissenschaftler streben nach Durchbrüchen in der Physik der kondensierten Materie.
Supraleitende Materialien beruhen auf zwei Schlüsseleigenschaften: „Nullwiderstandsphänomen“ und „Meissner-Effekt“ (vollständiger Diamagnetismus), der einen großen Einfluss auf den Fortschritt der Wissenschaft hat und Die Förderwirkung von ⼤, wie zum Beispiel:
Kontrollierbare Kernfusion
# 🎜🎜#Das Tokamak-Gerät ist ein ringförmiges Gefäß, das magnetischen Einschluss nutzt, um eine kontrollierte Kernfusion zu erreichen. In der Mitte befindet sich eine ringförmige Vakuumkammer, um die Spulen gewickelt sind. Wenn Strom angelegt wird, wird im Tokamak ein riesiges spiralförmiges Magnetfeld erzeugt, das das Plasma darin auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt, um eine Kernfusion zu erreichen.
Die Anwendung der Supraleitungstechnologie auf Spulen, die starke Magnetfelder erzeugen, kann einen kontinuierlichen und stationären Betrieb magnetischer Einschlusskonfigurationen ermöglichen, was als eine Möglichkeit zur Erforschung und Erforschung anerkannt wird Lösen Sie zukünftige Fusionen. Der effizienteste Ansatz für reaktortechnische und physikalische Probleme.
Laut Statistik gehen allein in China jährlich etwa 15 % der elektrischen Energie über Übertragungsleitungen verloren Der Leistungsverlust erreicht 1.000 Millionen Grad. Wenn wir auf supraleitende Stromübertragung umsteigen, entspricht die eingesparte Energie dem Bau Dutzender großer Kraftwerke.
Diese Magnetschwebetechnik kann jedoch nicht nur im Transportbereich, sondern auch im Baubereich eingesetzt werden. Vielleicht wird es in Zukunft für Menschen kein Traum mehr sein, in der Luft zu leben. #? # Günstigere medizinische Bildgebungs- und Scantechnologien wie MRTs und Magnetokardiogramme.
MRT benötigt zur Aufrechterhaltung des Betriebs keine große Menge zirkulierendes Wasser mehr, sodass die Betriebskosten sinken und die Magnetfeldstärke besser wird.
Schnellere und effizientere elektronische Geräte für die digitale Logik- und Speichergerätetechnologie.
Stellen Sie sich vor, Ihr Computer hat keine Widerstände, benötigt keine Wärmeableitung mehr und der Computer kann dünner und leichter sein. Darüber hinaus kann durch den Einsatz integrierter Schaltkreise mit supraleitenden Transistoren die Geschwindigkeit von Computern direkt um das Dutzende oder Hundertfache gesteigert werden.
Die Effizienz des Stromverbrauchs wird höher sein, der Stromverbrauch zu Hause wird sinken, die Glühbirnen werden heller, Elektroautos werden schneller fahren, die Nutzung von Elektrogeräten wird komfortabler und feinere elektrische Komponenten können in unser Leben eingesetzt werden. Im Jahr 2013 haben zwei berühmte Quantencomputing-Experten an der Yale Die Professoren Devoret und Schoelkopf schrieben: Dieser Ausblick bietet eine Roadmap für die Entwicklung des universellen Quantencomputings, und das heutige supraleitende Quantencomputing befindet sich bereits in der dritten bis vierten Entwicklungsstufe.
Das MIT-Forschungsteam zeigte, dass sich das „Mooresche Gesetz“ der Dekohärenzzeit supraleitender Qubits von weniger als 3 Nanosekunden für das erste Qubit auf den aktuellen Wert von 300 Mikrosekunden erhöht hat. In weniger als zwanzig Jahren hat es sich um fünf Größenordnungen verbessert, was die rasante Entwicklung dieses Bereichs zeigt.
Und mehrere bekannte Technologieunternehmen, darunter Google, IBM, Intel usw., haben sich an der Forschung und Entwicklung des Quantencomputings beteiligt und sich alle für supraleitende Lösungen entschieden.Sobald dieser Vorfall ans Licht kam, gab es viele Zweifel. Dies liegt auch daran, dass jeder im Kreis weiß, dass Dias ein „Alter“ ist „Akademischer Star mit vielen Vorstrafen. .
Im Jahr 2014 wurde der von ihm entwickelte metallische Wasserstoff hoch gelobt. Als die Leute jedoch die experimentellen Ergebnisse überprüfen wollten, behauptete Dias, dass der Diamant, der zur Konservierung des metallischen Wasserstoffs verwendet wurde, gebrochen sei, sodass es keinen Beweis gab. 
Auf dem Gebiet der Supraleitung bei Raumtemperatur sorgte Dias vor zwei Jahren für große Schlagzeilen.
Am 14. Oktober 2020 veröffentlichte das Dias-Team einen Artikel in Nature und erschien auf dem Cover, in dem es behauptete, dass ein neues Material aus Kohlenstoff, Schwefel und Wasserstoff bei Raumtemperatur Supraleitung erreichen kann, was sofort dazu führte weltweite Besorgnis erregende Sensation.
Nach der Veröffentlichung des Papiers ging die Kontroverse jedoch weiter. Selbst die Laborpartner von Dias waren nicht in der Lage, seine experimentellen Ergebnisse zu reproduzieren (sie scheiterten sechsmal).Die Kontroverse dreht sich hauptsächlich um die Messdaten der magnetischen Suszeptibilität im Artikel – die Kurve nach der Rauschverarbeitung ist zu glatt und perfekt, und das Dias-Team berichtete, dass die Originaldaten nach dem Entfernen des Rauschens gemessen wurden, diese Daten jedoch nicht angekündigt.
Als Reaktion auf Zweifel veröffentlichten Dias et al. im Jahr 2021 die ursprünglichen magnetischen Suszeptibilitätsdaten auf arXiv und erläuterten ihre Methode zur Eliminierung von Rauschsignalen.
Kritiker glauben es jedoch immer noch nicht. Brad Ramshaw, ein Quantenmaterialphysiker an der Cornell University, glaubt, dass „dieser Artikel mehr neue Probleme aufdeckt, als er zu lösen versucht, sei es die Originaldaten oder die Methode, aus der die.“ Es wurden Daten eingeholt. Der Prozess ist sehr undurchsichtig der Universität Rochester.
Als Führungspersönlichkeit mit mehr als 35.000 Zitaten und einem H-Index von 67 sind Hirschs Zweifel begründet. Er sah, dass die Daten in bestimmten Bereichen in Dias' Arbeit sehr diskontinuierlich waren und die Steigung der Kurve entgegengesetzt zur Richtung der Änderung war. Diese Art von regelmäßigen Fehlern war nicht normal.
Also hat Hirsch die Daten differenziert, was dem Entfernen von „Verunreinigungen“ gleichkommt, aber eine glatte und ableitbare Kurve erhalten hat, was bedeutet, dass es bei T=170K kein supraleitendes Merkmal gibt.
Er wies auch darauf hin, dass die Daten in Dias‘ Artikel denen früherer Studien ähnelten und die Autoren dieser Daten bereits zugegeben hätten, dass es Probleme gebe.
Dias antwortete, dass Hirsch kein Hochspannungsphysiker sei und seine Kritik stark voreingenommen sei.
Tatsächlich hat Hirsch große Beiträge zur Quanten-Vielteilchenforschung geleistet. Er hat den Monte-Carlo-Algorithmus der Fermion-Determinanten perfektioniert und in den letzten Jahren verschiedene Hochspannungs-Supraleitungsexperimente und die BCS-Theorie untersucht.
Hirsch veröffentlichte daraufhin mehrere Artikel, in denen er Dias kritisierte, die gelöscht wurden , und arXiv hat Said sogar für 6 Monate verboten. Bedeutet das einen Sieg für Dias?
Das ist nicht der Fall!
Im Jahr 2022 erreichten die Zweifel mit der Rücknahme des Papiers ihren Höhepunkt. Am 26. September erzwangen die Nature-Redakteure trotz des kollektiven Widerstands der Autoren die Entfernung des Titelartikels.
Am Tag, an dem der Artikel zurückgezogen wurde, berichtete die Nachrichtenkolumne „Science“ über den Vorfall und sagte, dass die Studie „ernsthafte Probleme“ habe.
Der in der Widerrufsmitteilung angegebene Grund reagierte auf frühere Zweifel und gab an, dass das Dias-Team „ein nicht standardmäßiges, benutzerdefiniertes Verfahren verwendet“ habe, um Rauschen aus den in den beiden Abbildungen gezeigten experimentellen Daten zu entfernen. und diese Methode liefert keine klare und zuverlässige Erklärung.
Kritiker freuen sich über das Ergebnis des Widerrufs und sind sogar der Meinung, dass das eigentliche Problem des akademischen Betrugs nicht gelöst ist.
Das Dias-Team ist offensichtlich nicht überzeugt. Teammitglied Ashkan Salamat, ein Physiker an der University of Nevada, Dallas, äußerte Verwirrung und Enttäuschung über die Entscheidung der Natur, da die Ergebnisse des Rückgangs der Resistenz in der Studie nicht vorliegen Mittelpunkt der Debatte, und genau das ist der wichtigste Teil jeder Entdeckung auf dem Gebiet der Supraleitung.
Letzten Monat haben sie auch einen neuen Artikel auf arXiv veröffentlicht, in dem sie die verschiedenen in Frage gestellten Daten erneut gemessen haben. Allerdings betragen die Temperatur- und Druckbedingungen für die Entstehung der Supraleitung dieses Mal 133 GPa und 260 K, was sich von den in früheren Studien genannten 267 GPa und 288 K unterscheidet.
Interessanterweise arrangierte dieses APS-Märztreffen Jorge Hirsch und Ranga P. Dias am selben Ort und gab einen Bericht über die Vorder- und Hinterbeine sowie das Bild von Hirsch, der einen trägt Verband war ziemlich Es gibt eine Dynamik, nicht nur zwischen Vorgesetztem und Unterlegenem zu unterscheiden, sondern auch über Leben und Tod zu entscheiden.
Wenn die experimentellen Ergebnisse jedoch stimmen, wird es in diesem Jahr definitiv der weltweit größte wissenschaftliche Durchbruch sein, und Dias kann sich auch den Nobelpreis im Voraus sichern.
Und auch das menschliche Energiemodell wird sich für immer ändern.
Im Jahr 1900 sagte der britische Physiker Baron Kelvin, dass der Aufbau der Physik abgeschlossen sei und nur noch einige kosmetische Arbeiten übrig seien. Die erste dunkle Wolke ist die Wellentheorie des Lichts und die zweite dunkle Wolke ist die Maxwell-Boltzmann-Theorie des Energieausgleichs.
Es gibt auch ein Sprichwort, dass derjenige, der bei Raumtemperatur Supraleitung entwickeln kann, nach Newton und Einstein der dritte Mensch in der Physik sein wird.
Wird Dias diese Krone abnehmen und die dritte dunkle Wolke der Physik lösen? Warten wir ab, was als nächstes passiert.
Das obige ist der detaillierte Inhalt vonKI sprengt die Physik! Ist Supraleitung bei 21 Grad Raumtemperatur für den Nobelpreis geplant? Professor Nature zieht sein Manuskript zurück, erhält aber eine Investition von OpenAI. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!
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