초전도성의 양자 도약: 하버드의 고압 돌파 Harvard’s High-Pressure Breakthrough

하버드 과학자들은 극한의 조건에서 초전도 물질을 직접 이미지화하는 도구를 개발하여 초전도 수소화물 분야의 새로운 발견을 촉진함으로써 고압 물리학에서 큰 발전을 이루었습니다.

수소는 압력을 받으면 이상하게 작용합니다. 이론에 따르면 대기 중 100만 배 이상의 무게로 찌그러지면 가볍고 풍부하며 보통 기체 상태인 이 원소는 처음에는 금속이 되고, 더 이상하게는 초전도체 – 저항 없이 전기를 통하는 물질입니다.

과학자들은 수소화물이라고 불리는 초전도 수소가 풍부한 화합물을 이해하고 마침내 공중부양 열차에서 입자 탐지기에 이르기까지 의 실제 적용을 위해 활용하기를 열망해 왔습니다. 하지만 거대하고 지속적인 압력 하에서 이러한 물질들과 다른 물질들의 거동을 연구하는 것은 실용적이지 않으며, 이러한 거동을 정확하게 측정하는 것은 악몽과 불가능 사이에 있습니다.

고압측정의 획기적인 발전

계산기가 산술적으로 그랬고, ChatGPT가 5개 문단의 에세이를 썼듯이, 하버드 연구원들은 고압에서 수소화물 초전도체의 거동을 측정하고 이미지화하는 방법이라는 골치 아픈 문제에 대한 기초적인 도구를 가지고 있다고 생각합니다. 네이처지에 실린 그들은 양자 센서를 표준 압력 inducing 장치에 창의적으로 통합하여 가압된 물질의 전기적 및 자기적 특성을 직접 읽을 수 있게 한다고 보고합니다.

이 혁신은 물리학 교수인 노먼 야오(Norman Yao) 2009년과 박사과정 14년, 그리고 보스턴(Boston)대 교수이자 전 하버드대 박사후 연구원인 크리스토퍼 라우만(Christopher Laumann) 03년 사이의 오랜 협력에서 비롯되었으며, 그들은 몇 년 전에 그들의 이론가 배경에서 벗어나 고압 측정이라는 실용적인 고려로 함께 갈라졌습니다.

고압물리학의 혁명화

극단적인 압력 하에서 수소화물을 연구하는 표준적인 방법은 다이아몬드 앤빌 셀이라고 불리는 기구를 사용하는 것인데, 이것은 두 개의 찬란한 다이아몬드 계면들 사이에 소량의 물질을 쥐어짜는 것입니다. 샘플이 초전도가 될 수 있을 정도로 충분히 으깨어졌을 때를 감지하기 위해, 물리학자들은 전형적으로 두 가지 특징을 찾습니다: 전기 저항이 0으로 떨어지는 것과 근처의 자기장, 일명 마이스너 효과 (이것이 세라믹 초전도체가 액체 질소로 냉각되었을 때 자석 위를 맴도는 이유입니다).

문제는 이러한 세부 사항을 포착하는 데 있습니다. 필요한 압력을 가하기 위해서는 샘플을 스퀴싱이 고르게 분포하는 개스킷으로 고정한 다음 챔버에 밀봉해야 합니다. 이것은 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 "보는" 것을 어렵게 만들기 때문에 물리학자들은 다른 효과를 개별적으로 측정하기 위해 여러 샘플을 포함하는 해결 방법을 사용해야 했습니다.

Quantum Leap in Superconductivity: Harvard’s High-Pressure Breakthrough

https://scitechdaily.com/quantum-leap-in-superconductivity-harvards-high-pressure-breakthrough

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