Des chercheurs de l'Université George Washington ont franchi une étape importante vers l'atteinte de l'un des objectifs les plus recherchés en physique :la supraconductivité à température ambiante.

La supraconductivité est le manque de résistance électrique et est observée dans de nombreux matériaux lorsqu'ils sont refroidis en dessous d'une température critique. Jusqu'à maintenant, les matériaux supraconducteurs devaient se refroidir à des températures très basses (moins 180 degrés Celsius ou moins 292 degrés Fahrenheit), ce qui a limité leur application. Puisque la résistance électrique rend un système inefficace, l'élimination d'une partie de cette résistance en utilisant des supraconducteurs à température ambiante permettrait une production et une utilisation plus efficaces de l'électricité, une meilleure transmission de l'énergie dans le monde et des systèmes informatiques plus puissants.

"La supraconductivité est peut-être l'une des dernières grandes frontières de la découverte scientifique qui peut transcender les applications technologiques quotidiennes, " Maddury Somayazulu, professeur agrégé de recherche à la GW School of Engineering and Applied Science, mentionné. « La supraconductivité à température ambiante a été le « Saint-Graal » proverbial à découvrir, et y parvenir, bien qu'à 2 millions d'atmosphères, est un moment de changement de paradigme dans l'histoire de la science."

La clé de cette découverte a été la création d'un métal, composé riche en hydrogène à très haute pression :environ 2 millions d'atmosphères. Les chercheurs ont utilisé des cellules à enclume en diamant, dispositifs utilisés pour créer des pressions élevées, pour presser ensemble de minuscules échantillons de lanthane et d'hydrogène. Ils ont ensuite chauffé les échantillons et observé des changements majeurs de structure. Cela a donné lieu à une nouvelle structure, LaH10, que les chercheurs avaient prédit auparavant serait un supraconducteur à haute température.

Tout en maintenant l'échantillon à haute pression, l'équipe a observé un changement reproductible des propriétés électriques. Ils ont mesuré des baisses significatives de résistivité lorsque l'échantillon a refroidi en dessous de 260 K (moins 13 C, ou 8 F) à 180-200 gigapascals de pression, présentant des preuves de supraconductivité à température proche de la pièce. Dans des expériences ultérieures, les chercheurs ont vu la transition se produire à des températures encore plus élevées, jusqu'à 280 K. Tout au long des expériences, les chercheurs ont également utilisé la diffraction des rayons X pour observer le même phénomène. Cela a été fait grâce à une ligne de faisceau synchrotron de la source avancée de photons du laboratoire national d'Argonne en Argonne, Illinois.

"Nous pensons que c'est le début d'une nouvelle ère de supraconductivité, " Russell Hemley, professeur-chercheur à la GW School of Engineering and Applied Science, mentionné. "Nous n'avons examiné qu'un seul système chimique - la terre rare La plus hydrogène. Il y a des structures supplémentaires dans ce système, mais plus significativement, il existe de nombreux autres matériaux riches en hydrogène comme ceux-ci avec des compositions chimiques différentes à explorer. Nous sommes convaincus que de nombreux autres hydrures - ou superhydrures - seront trouvés avec des températures de transition encore plus élevées sous pression. »

L'étude a été publiée aujourd'hui dans la revue Lettres d'examen physique .