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1: しじみ ★ 2018/12/16(日) 14:34:03.32 ID:CAP_USER
・超電導は電気抵抗がゼロになるとともに、ピンどめ効果を与えるなど応用範囲は広いが、低温下でしか実現できていない
・高圧の水素化ランタンによって、-23℃での高温での超電導を達成したとの主張
・論文の査読や、追試による検証はまだだが、今現在の最高温度を達成した研究者によるもので信憑性は高い

ドイツの科学者たちが、高温超伝導の新記録を達成したと主張しています。プレプリントサーバの“ArXiv”で発表された論文によると、250Kつまり-23℃での史上最も高い温度での、電気抵抗ゼロが達成されました。

Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures
https://arxiv.org/abs/1812.01561
まだ他の研究者による確認は取れていませんが、この主張は現実味があります。というのも、発表したのがマックスプランク研究所の物理学者ミカイル・エルメッツ氏で、2014年に203Kの高温超電導を達成したその人だからです。

1911年に初めて発見された超電導は、なんとも奇妙な現象です。通常、導体を流れる電流には抵抗がかかり、流れるほどにロスが増えます。しかし、ある種の材料を冷やしていくと奇妙なことが起こります。電気抵抗がゼロになり、電流は抵抗無しで動けるようになるのです。

もし、電気抵抗ゼロ、かつマイスナー効果と呼ばれる効果も持つ場合、それは超電導と呼ばれます。マイスナー効果とは、磁場が浸透しなくなると同時に、内部にあった磁場が排出される現象です。ピンどめ効果を持つため、浮遊した磁性体のイメージとして一般に知られています。

科学者たちにとって、常温での超電導を達成することは悲願です。もし達成できれば、応用範囲は広く、社会を変えるだけのインパクトがあります。世界中の科学者たちが、この課題に取り組み、最高温度を記録したことを報告しては、再現性が確認されずに失敗するということが繰り返されています。

エルメッツ氏らの以前の研究で使った材料は硫化水素に150ギガパスカルという高圧をかけたものです。硫化水素は高圧をかけなければ気体で、卵の腐った匂いがします。新たな研究では、水素化ランタンが使われました。170ギガパスカルの圧力がかけられています。今年はじめの報告では、この物質で-58.15℃の超電導を達成したとされています。それからわずか数ヶ月でその温度を35℃も上げたというのです。

この新しい記録である-23℃は、冬の北極点の平均気温の半分です。この達成により、常温超電導へ一歩近づいたことになります。

しかし、この結果はまだ科学者コミュニティーによる検証にかけられていません。論文も現在査読を待っている状態です。

超電導が認められるには、3つのテストを通過する必要がありますが、研究チームが達成しているのはそのうちの2つだけです。1つ目は、ある閾値温度を下回った際の抵抗値の減少です。2つ目が、材料に別の物質を混ぜたことによる超伝導温度の低下です。この2つは達成されています。

3つ目は、マイスナー効果を持つかどうかです。確認できていないのは、研究者たちが作ったサンプルが非常に小さいため、磁力計での検出ができなかったためです。しかし、超電導温度まで下げたときに、外部の磁場への影響を観察しています。直接の証拠ではないですが、間接的にマイスナー効果を示しているのです。どちらにせよ、今後の追試によって発見の真偽がはっきりするでしょう。

-23度は業務用の冷凍庫で冷やせる温度です。まだ確認段階ではありますが、グッと常温超電導が近づいてきた感じがします。ただ、かかっている圧力が半端じゃ無いので、実用化は厳しそう…。とはいえ、達成温度は着実に上っています。今後の研究に期待ですね。

関連link
https://www.technologyreview.com/s/612559/the-record-for-high-temperature-superconductivity-has-been-smashed-again/
https://www.zaikei.co.jp/article/20181215/484030.html

https://nazology.net/archives/26846

2: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 14:35:43.83 ID:ePbXLp/u
高圧すぎるな

3: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 14:37:13.33 ID:9K0kReS6
  _ノ乙(、ン、)_常温まだ? 寒い

10: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 14:44:20.69 ID:uxsnlvzA
>>3
の主張通りまだ一般的な技術では経済的に実用化できるところではない。

せめて大気の数倍程度の圧力ならまだ実用化できる用途があるかもしれないが、これだけの高圧だと圧力を維持するだけで十億単位の施設を必要とする。

45: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 16:21:05.10 ID:zsVDVKHV
>>10
圧力うんぬんよりも高温超電導がすごい

53: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 17:10:09.00 ID:na9hicGM
>>45
もっと高温で超電導に日本の科学者は以前から成功しているんだよ。
時間限定だがね。

極限の高圧を実現しないといけないものは普及させられないが、時間なら交換すれば良いし、温度は液体ヘリウムでも使えばなんとかなる。

56: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 17:16:25.82 ID:TdoPVK5h
>>53
温度・圧力のアプローチは別物だから選択肢が広がるでしょ
「低圧化で高温超電導」も選択肢に入るわけ
これはすごいこと

60: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 17:33:07.18 ID:na9hicGM
>>56
何勝手に広げているんだよ。妄想だけの奴はこれだから。

超電導っていう現象は電子の通り道が限定されて、全ての電子がその通り道を通ると言うことだよ。

温度を下げると電子が動ける範囲が狭まるから超電導が実現できる。

自由に動ける気体を超高圧で圧縮すると、分子は極限では最密充填されるから、電子の通り道は限定される。
これが気体を超高圧で圧縮した時に超伝導になる基本的な原理だ。

だかは極限の超高圧以外で超電導にはならないんだよ。

79: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 18:13:50.11 ID:3hyHtjb8
>>60
圧力はこれ以上下げらないと言いたいんだろうけど
でも温度は常温に近づけることができると思ってるの?
圧力のアプローチはダメだけど温度は見込みがあると?

120: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/17(月) 00:44:04.57 ID:Qka8G33Y
>>79
分子によっては可能性がある。

ただし、分かっていないようだから説明するけど、気体は圧縮すると熱を持つ。

超高圧なら莫大な熱量が発生する。
それを氷点下何十度に冷やしているんだから、常圧下の気温と単純な比較はできないよ。

148: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/18(火) 01:57:08.51 ID:0m92n1VM
>>10
> せめて大気の数倍程度の圧力ならまだ実用化できる用途があるかもしれないが、これだけの高圧だと圧力を維持するだけで十億単位の施設を必要とする。

だな
超高圧下で仮に常温で超伝導を達成できたとしても、それよりは常圧で液体窒素温度のほうが遥かに実用的
超高圧下での超伝導の相転移温度の記録は最高転移温度を争う記録競争以上の実用的価値はない

197: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/20(木) 11:17:40.86 ID:p4Cc9dtP
>>10
これはマジで>>10の言ってることが正しいけど
この研究の最大の発見は物質中水素の割合と超電導への転移温度が反比例?する事例が一つ増えた事なんだ。つまり水素そのものなら超電導の転移温度は..

199: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/20(木) 11:23:18.28 ID:k1ZzWh32
>>197
これのおかげで
世界の研究者の一部には「これよりもう少し温度は低くて良いから、もっと低圧での超電導」の道筋も見えて来たから
無駄な研究ではないでしょうね

203: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/21(金) 07:38:14.67 ID:9dZKleaE
>>199
>世界の研究者の一部には「これよりもう少し温度は低くて良いから、もっと低圧での超電導」の道筋も見えて来た

全く見えてないぞ

室温超伝導 - Wikipedia
室温超伝導(しつおんちょうでんどう、英: Room temperature superconductivity)は、超伝導になる転移温度が室温(およそ300K(ケルビン))程度であること。室温超伝導を示す物質を探索する研究は盛んに行われているが、2017年7月現在でも未だ発見されていない。
9: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 14:44:06.21 ID:nKwPtdT2
知らんけど、理論っていうか現存物質で常温が可能なら実現してるよね
って思う

19: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 14:59:49.13 ID:fQfR90Xi
温度冷やして個体にして小さくするのと、
圧力で同じになるまで加圧するだけの差なのでは?

15: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 14:50:07.65 ID:ZiBpbGnZ
1気圧=101325パスカル
170ギガパスカルは170x10の9乗だから
(170x10^9)/1.01325x10^5≒167.8x10^4気圧

1678000気圧

でOK?

41: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 16:05:14.58 ID:G7ykJc1H
>>15
液体ヘリウムの方が、よほど実用的だなw

20: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 15:01:43.10 ID:HTlQVE3h
MITテクノロジーレビューの記事では
「有望な候補の1つは、Eremetsと共同研究している水素化ランタンである。
それが250Kで超伝導するという発見は、Eremetsと彼のチームだけでなく、それを
予測した理論的な方法にとっても勝利です。
「このような飛躍は、過去の203 Kの記録から約50 K上昇し、近い将来高圧で
室温超伝導(273 K)に到達する可能性を示している」とEremets氏は述べている。」

うーん。この人たちは、この四年間で、-230℃から、-23℃にして、0℃ぐらいまで上げられる
といっているから、新たな展開があるかも知れない。

55: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 17:12:18.38 ID:na9hicGM
>>20
でもこのチームは基本的に気体を極高圧で固体化させて超電導だから、普通の世界では絶対使えないんだけどね。

多分気圧を一万倍に今から高めると超電導できる温度は確実に上がると思うよ。
でもそれはどうなのかと言う話だよね。

23: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 15:10:06.79 ID:c+C1S8t7
だから超電導じゃなくて超伝導だって言ってんだろうか

超伝導 - Wikipedia
超伝導(ちょうでんどう、英: superconductivity)とは、特定の金属や化合物などの物質を非常に低い温度へ冷却したときに、電気抵抗が急激にゼロになる現象。「超電導」と表記されることもある。なお、「超電導」の表記については、『理化学研究所彙報』(理化学研究所発行)の誤植がもとになっている可能性が指摘されている。
95: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 20:09:26.36 ID:CSV31z27
いったん超高圧かけて超伝導化させると、その後に減圧しても超伝導保たれるとかだと面白いんだけど

97: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 20:18:27.44 ID:7rVSlqSc
>>95
その可能性はあるらしい

https://news.mynavi.jp/article/20170131-a132/
超高圧下で生成された金属水素は、理論的には準安定状態であるため、生成後に常温・常圧に戻しても金属水素の状態を保つことができる可能性がある。
また、金属水素が室温以上で超伝導状態を示す高温超伝導体である可能性も指摘されている。

102: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 21:16:04.71 ID:PtJVV4Fj
何故高圧で超電導になるのか
→高圧では結晶構造が変化すると思われる

それでは超電導になる結晶構造とはどのようなものか
その結晶構造を参考にして別の物質で試せば
もっと扱いやすい条件で超電導に出来るのか

こういう事だろ?

8: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 14:43:12.33 ID:rcfa/vRD
よし解った! ちっと寝るわ

13: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 14:46:57.84 ID:VKED6iZw
この新しい記録である-23℃は、冬の北極点の平均気温の半分です。

これはヤベぇ、ヤバすぎる。
記事を書いた人が温度ってものをまったく理解してないことが分かるけど、
どうしてこういう表現が間違ってるのか、説明するのが非常に難しい案件だわ。

ちなみに、これを書いた人は「冬の北極点の平均気温」をどう定義し、
値としては何度だと認識してるんだろう?

51: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 16:50:36.90 ID:fc7To143
>>13
「常温超電導」だから
冬の北極点では冷却が必要のない程度の「常温」と言いたいのだろう

66: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 17:46:45.24 ID:Bm9h6oOi
いや、>>51が言いたいのは温度というのは本来なら絶対温度の事で0度は-273.15度の事だから
-23度というのは、絶対温度でおおよそ250K
これが、南極の平均気温の半分なら南極は500Kでセ氏230度程の灼熱の土地になるって話

だが、記事は明らかにセ氏で物事を表記しているのは明らかだから
小学4年生は小学生2年生の倍の学年ですというのに対して
8歳と10歳だから全然倍じゃねえわ!
とか、身長90cmの子供と180cmの大人を比べるのに
海抜何メートルかで考えろ!
と言ってるようなもん

126: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/17(月) 04:29:00.33 ID:G3TGT0pl
>>13
半分とか関係ないやろって思ったけど、まあ言いたいことはわかるからええやん

24: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 15:11:36.30 ID:Pg4bCZpD
圧力かけたら、低温環境作れるのは当然

26: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 15:15:41.29 ID:C0Nux/Ij
170ギガパスカル?
はい解散

32: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 15:38:40.49 ID:47oDKpNM
温度を取るか圧力を取るかでしかない。
両方下がらないと意味ないかな。

117: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 23:21:43.15 ID:k2fp+obJ
>>32
宇宙の法則に従うなら難しいだろうな。
化学反応で金を精製しようとするようなものだ。

34: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 15:42:08.65 ID:7rVSlqSc
調べてみたら超高圧下で水素が常温超伝導になることは1960年代に予測されてたんだね。
水素化物でも可能。

実験的に難しかったが
2014年に-83°の超伝導が報告されて大騒ぎになり、2015年に-70°が達成されてnatureに載った。

36: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 15:45:26.45 ID:dxML5sbp
こんな圧力を維持できる容器ってどんなやって実験してるんだろ

67: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 17:47:55.21 ID:IfcaT0mO
その圧力維持すんのと冷やして維持するの、どっちが楽や?

141: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/17(月) 20:05:07.44 ID:thYzFoCp
>>67
今は低温。でも、この研究が進むと安価に高圧をつくる技術ができるかもしれない。

146: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/18(火) 01:34:36.61 ID:o8Idu3rs
>>141
この実験だと先が凹んだダイヤモンドの針を向かい合わせて試料を挟んでプレスする方式だと思う
試料を大きくすると圧力が掛けられないから発展は難しいよ

68: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 17:49:18.25 ID:IfcaT0mO
こいつただ単に記録出したいだけで超伝導開発に貢献してる気がしないんだが。

70: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 17:50:07.30 ID:OIqP+5mz
これ地球上では実用化しそうにないけど、
例えば木星みたいな星で類似の現象が起きるかもしれん

全く意外な分野に接点ができる研究かもよ

115: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 22:53:50.18 ID:ygXvhPWq
そういや金属水素が実験室で出来たとか出来ないとかの話はどうなったの?

金属水素 - Wikipedia
水素は、周期表上でアルカリ金属の列の最上段にあるが、通常の状態では金属ではない。しかし、1935年、ユージン・ウィグナーとHillard Bell Huntingtonは、25GPa程度の超高圧で、水素原子は電子を保持できなくなり、金属的な性質を示すことを予測した。それ以降、金属水素は、「高圧物理学の聖杯」と呼ばれるようになった。必要な圧力についての当初の予測は、後に低すぎたことが証明された。ウィグナーらによる最初の研究以降、様々な理論計算が行われ、高いが実現可能な程度の圧力が示された。
118: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 23:41:29.48 ID:MRLJS51m
>>115
水素圧縮の圧力記録が更新される度に
相転移圧力の予測値が未達成圧力に上がっていく

76: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/12/16(日) 18:05:24.71 ID:D1BdogYe
超高圧より超低温の方が実現し易いというジレンマ


転載元:https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1544938443/
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