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2024-01-25 08:58:59
インサイダーブリーフ
- Terra Quantum 主導の研究者チームは、室温超伝導の史上初の観測に関する研究結果を発表しました。
- 超電導とは、電力を損失することなく電流を流す導体の能力です。
- 研究者らはセロハンテープを使用して、熱分解グラファイト（グラファイトの製造された形態）を薄いシートに分割した。
プレスリリース – 地球量子、大手量子テクノロジー企業、 高度な量子技術 室温超伝導の史上初の観測を記録、 グラファイトにおける全地球的室温超電導。
超伝導、つまり抵抗なしで、つまり電力損失なしで電流を流す導体の能力は、1911 年にオランダの物理学者によって発見されました。 ヘイケ・カメルリング・オンネス。 4.2 K で液体ヘリウムに浸した固体水銀線の抵抗が突然消えるという彼の観察は、彼がすぐにオランダ王立芸術科学アカデミーに報告し、1913 年のアカデミー賞で認められました。 ノーベル物理学賞。 カメルリング・オネスの発見は、人類の歴史に新たな時代を切り開きました。
約 30 年後、超電導の特徴も実現されました。 マイスナー効果超伝導体の内部の磁場の完全なキャンセルは、巨視的な量子状態です。 したがって、この発見は、今日の科学と自然に関する知識の基礎である量子力学の発展を刺激しました。 しかし、超伝導のモデルでは、約 20 K を超える温度で超伝導が起こることはほとんど期待できないと予測されていました。
その後、1986 年に 77 K 以上の超伝導であるいわゆる「高温超伝導」が発見され (ゲオルク ベドノルツとアレックス ミュラー、1987 年ノーベル賞)、テラ クォンタムの責任者による最近の研究まで未解決のままだった次の謎が解けました。技術責任者のヴァレリー・ヴィノクール教授とクリスティーナ・ディアマンティーニ氏（ペルージャ大学）、カルロ・トルゲンベルガー氏（スイスサイエンティフィック・テクノロジーズ）。
今回、ヴィノクール教授とヤコフ・コペレヴィッチ教授が主導し、カンピナス大学、ペルージャ大学、スイスサイエンティフィック・テクノロジーズの共著者らと共同研究により、室温での超伝導が発見された。 おとぎ話のように思われていた希望が現実になりました。
「私たちの研究は、水銀中の超伝導の最初の観察以来、人類が約100年間待ち望んでいた実験的発見です」とヴァレリー・ヴィノクール教授は述べた。
「私たちの科学チームと学術および産業界のパートナーによってなされたこの発見は、超電導技術の目覚ましい進歩への扉を開きます。 室温超電導は、あらゆる業界に革新的な進歩への扉を開きます」と、Terra Quantum の創設者兼 CEO の Markus Pflitsch 氏は述べています。 「送電網がエネルギー損失をほとんどなくし、送電へのアプローチに革命をもたらすことを想像してみてください。 ヘルスケアの分野では、強化された MRI 技術が登場し、前例のない診断精度が提供されるでしょう。 エネルギー効率の高い高速磁気浮上列車により、輸送は飛躍的に進歩します。 エレクトロニクスは小型化と電力効率の新たな時代に入るでしょう。」
「現在10～20mKでしか動作しない量子ビットが室温で動作するようになるため、量子コンピューティングの新興分野は多大な恩恵を受けることになるだろう。 したがって、未来の夢と見られていたことが現実になったのです」とヴィノクール教授は付け加えた。
熱分解グラファイトは、グラファイトの製造された形態です。 コペレヴィッチ教授率いるカンピーナス大学の研究チームは、セロハンテープを使用してこのグラファイトを薄いシートに劈開しました。 これらのシートは、ほぼ平行な線の皺の密な配列で覆われていました。 これらのしわの幾何学的形状により、電子が対になって構造になり、超電導電流がしわに沿って流れることができます。
一次元欠陥に沿って超伝導を引き起こすメカニズムは、CA Trugenberger、MC Diamantini、VM Vinokur によって説明されています。 これらの欠陥内のひずみ変動は、欠陥内の液滴内の電子が対になってボーズ凝縮を引き起こす引力ポテンシャルを媒介する有効トポロジーゲージ場によって説明できます。 これらの液滴の寸法が非常に薄いため、これらのペアの基底状態は非常に堅牢になります。 凝縮液滴はグラファイトの表面に効果的なジョセフソン接合アレイを形成し、グラファイトはトポロジカルなボーズ金属状態で凍結し、欠陥によって形成されたエッジに残留伝導が生じます。 これらの欠陥では、通常、量子位相スリップが散逸を引き起こします。 しかし、二次元表面と三次元バルクによる次元はんだ付けのため、量子位相スリップは表面上を移動するバルク渦の先端にすぎません。 バルクの抵抗が非常に小さいため、これらの渦の運動は抑制され、量子相スリップによる欠陥上の散逸も抑制されます。 したがって、これらの欠陥は超伝導になります。
#セロハンテープと量子力学を使用して科学者はグラファイトにおける全地球的な室温超伝導の兆候を確認