‘มุมมหัศจรรย์’ ให้อิเล็กตรอนไหลได้อย่างอิสระLOS ANGELES เซ็กซี่บาคาร่า — บิดเค้กเลเยอร์กราฟีนและตัวนำยิ่งยวด — อิเล็กตรอนจะไหลผ่านอย่างอิสระโดยไม่มีความต้านทาน นักฟิสิกส์ Pablo Jarillo-Herrero จาก MIT รายงานว่าประกอบด้วยกราฟีน 2 ชั้น ซึ่งเป็นรูปแบบของคาร์บอนที่จัดเรียงเป็นแผ่นหนาอะตอมเดียว7 มีนาคมในการประชุม American Physical Society
การค้นพบดังกล่าว ซึ่งมีรายละเอียดในบทความสองฉบับที่ตีพิมพ์ออนไลน์ในนิตยสารNatureเมื่อวันที่ 5 มีนาคม สามารถช่วยในการค้นหาตัวนำยิ่งยวดที่ทำงานที่อุณหภูมิห้อง แทนที่จะเป็นสภาวะที่หนาวเย็นซึ่งตัวนำยิ่งยวดที่รู้จักทั้งหมดต้องการ หากพบว่าสารดังกล่าวสามารถแทนที่ตัวนำมาตรฐานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ซึ่งจะช่วยประหยัดพลังงานได้มาก
ความเป็นตัวนำยิ่งยวดของกราฟีนแบบเลเยอร์เกิดขึ้นเมื่อชั้นที่สองของกราฟีนบิดสัมพันธ์กับชั้นแรก ที่ “มุมมหัศจรรย์”
ที่ประมาณ 1.1 องศา และเมื่อเย็นลงต่ำกว่า 1.7 เคลวิน (ประมาณ –271° องศาเซลเซียส) น่าแปลกใจที่ Jarillo-Herrero และเพื่อนร่วมงานรายงานว่าวัสดุชนิดเดียวกันนี้ยังสามารถกระตุ้นให้กลายเป็นฉนวนซึ่งอิเล็กตรอนติดอยู่กับที่โดยใช้สนามไฟฟ้าเพื่อขจัดอิเล็กตรอนออกจากวัสดุ ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกับฉนวนนั้นเป็นลักษณะเฉพาะของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงบางประเภท ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิอุ่นกว่าตัวนำยิ่งยวดอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ แม้ว่าจะยังต้องการความเย็นอยู่ก็ตาม
การค้นพบวัสดุที่มีพฤติกรรมขนานกับตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงบางชนิดสามารถช่วยอธิบายฟิสิกส์ที่ยังคงมืดมนอยู่เบื้องหลังได้ ( SN: 1/20/18, p. 11 ) “เราติดอยู่นิดหน่อย เราได้ศึกษาวัสดุเหล่านี้จนตาย” Jarillo-Herrero กล่าวระหว่างการแถลงข่าวเมื่อวันที่ 6 มีนาคม กราฟีนบิดเบี้ยวอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ก้าวหน้าในหัวข้อนี้ได้
อุกกาบาตบางชนิดมีสารตัวนำยิ่งยวด
ค้นหาพลังการค้นหาวัสดุแปลกใหม่ที่นำไฟฟ้า sans ความต้านทานLOS ANGELES — ในการค้นหาตัวนำยิ่งยวดใหม่ นักวิทยาศาสตร์ไม่ทิ้งหิน และไม่มีอุกกาบาต ทีมนักฟิสิกส์ได้ค้นพบวัสดุที่ผิดปกติซึ่งมีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการนำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานภายในหินอวกาศสองก้อน
การค้นพบนี้บอกเป็นนัยว่าวัสดุตัวนำยิ่งยวดจำนวนเล็กน้อยอาจพบได้ทั่วไปในอุกกาบาต James Wampler จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกกล่าวเมื่อวันที่ 6 มีนาคมในการประชุม American Physical Society แม้ว่าวัสดุตัวนำยิ่งยวดที่ค้นพบนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่สำหรับวิทยาศาสตร์ แต่อาจมีตัวนำยิ่งยวดในอวกาศเพิ่มเติมอาจมีตัวนำยิ่งยวดสายพันธุ์ใหม่ที่น่าดึงดูดทางเทคโนโลยีมากขึ้น
ตัวนำยิ่งยวดอาจสร้างเทคโนโลยีใหม่ที่ช่วยประหยัดพลังงาน แต่มีข้อบกพร่องร้ายแรงอย่างหนึ่ง: พวกมันต้องการอุณหภูมิที่เย็นจัดมากในการทำงาน ซึ่งทำให้ไม่สามารถใช้งานได้ส่วนใหญ่ นักวิทยาศาสตร์จึงกำลังมองหาตัวนำยิ่งยวดชนิดใหม่ที่ทำงานที่อุณหภูมิห้อง ( SN: 12/26/15, p. 25 ) หากพบว่ามีสารดังกล่าวอาจนำไปสู่การปรับปรุงอย่างมากในด้านการส่งกำลัง การคำนวณ และรถไฟลอยตัวด้วยสนามแม่เหล็กความเร็วสูง เหนือสิ่งอื่นใด
หินอวกาศเป็นหนทางที่ดีในการสำรวจเพื่อค้นหาวัสดุที่แปลกใหม่ Wampler กล่าว “อุกกาบาตก่อตัวขึ้นภายใต้สภาวะที่รุนแรงและไม่เหมือนใครจริงๆ” เช่น อุณหภูมิและความดันสูง
สิ่งที่ทำให้ตัวนำยิ่งยวดอุกกาบาตมีความพิเศษ นักวิจัยกล่าวว่า พวกมันเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แทนที่จะถูกประดิษฐ์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ ดังที่ทราบกันดีว่าตัวนำยิ่งยวด นักฟิสิกส์ Ivan Schuller จาก University of California, San Diego กล่าวว่าสิ่งเหล่านี้เป็นตัวนำยิ่งยวดที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งมีอุณหภูมิสูงสุดที่รู้จักแม้ว่าพวกมันจะต้องถูกแช่เย็นให้เย็นสุดที่ประมาณ 5 เคลวิน (–268.15° C) จึงจะใช้งานได้ พวกเขายังเป็นคนแรกที่รู้ว่าได้ก่อตัวขึ้นจากนอกโลก
นักเคมี Robert Cava จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันกล่าวว่า “ณ จุดนี้มันเป็นความแปลกใหม่ แม้ว่า Cava จะสงสัยว่าการกลั่นกรองอุกกาบาตจะนำไปสู่ตัวนำยิ่งยวดที่มีประโยชน์ใหม่ แต่เขากล่าวว่า “ค่อนข้างเจ๋ง” ที่ตัวนำยิ่งยวดปรากฏในอุกกาบาต
Wampler, Schuller และเพื่อนร่วมงานได้ทิ้งระเบิดอุกกาบาตที่เป็นผงด้วยไมโครเวฟ และมองหาการเปลี่ยนแปลงในการดูดกลืนคลื่นเหล่านั้นเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง เทคนิคที่มีความละเอียดอ่อนสามารถเลือกร่องรอยของวัสดุตัวนำยิ่งยวดภายในตัวอย่างได้
การวิเคราะห์เศษผงจากอุกกาบาตมากกว่าหนึ่งโหลพบว่าอุกกาบาตสองตัวมีวัสดุตัวนำยิ่งยวด อย่างไรก็ตาม ตัวนำยิ่งยวดที่พบในอุกกาบาตนั้นเป็นพันธุ์ที่ไม่ธรรมดา ซึ่งทำจากโลหะผสมของโลหะ รวมทั้งอินเดียม ดีบุก และตะกั่ว ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเป็นตัวนำยิ่งยวด
ชูลเลอร์ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยกล่าวว่า “แนวคิดคือพยายามมองหาสิ่งที่ผิดปกติมาก” เช่น ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง จนถึงตอนนี้ ความหวังนั้นยังไม่เป็นจริง แต่ก็ไม่ได้ขัดขวางการค้นหาบางสิ่งที่แปลกใหม่กว่านี้ สำหรับการศึกษาก่อนหน้านี้ Wampler, Schuller และเพื่อนร่วมงานได้สแกนอุกกาบาตขนาดเล็ก 65 ตัวแต่ไม่พบตัวนำยิ่งยวดเลย
เนื่องจากบางส่วนของอวกาศเย็นกว่า 5 เคลวิน อุกกาบาตบางตัวอาจมีวัสดุที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นตัวนำยิ่งยวดในที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติที่หนาวเย็นของพวกมัน นั่นเป็นแนวคิดที่น่าสนใจ Wampler กล่าว แม้ว่าจะยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่าความเป็นไปได้นั้นอาจมีความหมายทางดาราศาสตร์ว่าวัตถุมีพฤติกรรมอย่างไรในอวกาศ เซ็กซี่บาคาร่า
