ويصبح عنصر اليوروبيوم موصلاً فائقاً تحت ظروف درجة حرارة 1.8 كلفن وضغط حوالي ثمانمائة ألف ضغط جوي، وبذلك يصبح العنصر الثالث والخمسين المعروف باسم الموصل الفائق والثالث والعشرين تحت ظروف الضغط العالي.
تمت إضافة عنصر آخر مؤخرًا إلى قائمة العناصر الطبيعية التسعة والعشرين ذات الموصلية الفائقة - اليوروبيوم.
جيمس شيلينغ اكتشف جيمس س. شيلينغ، أستاذ الفيزياء في قسم الآداب والعلوم بجامعة واشنطن في سانت لويس وطلابه، أن عنصر اليوروبيوم يصبح موصلاً فائقاً تحت ظروف درجة حرارة 1.8 كلفن وضغط يبلغ حوالي ثمانمائة ألف ضغط جوي وبذلك أصبح العنصر الثالث والخمسين المعروف بالموصل الفائق الثالث والعشرين في ظروف الضغط العالي.
يقول الباحث: "لقد مرت سبع سنوات منذ أن اكتشف شخص ما عنصرًا جديدًا فائق التوصيل". "يصبح الأمر أكثر صعوبة مع وجود عدد أقل من العناصر المتبقية في الجدول الدوري."
يضيف هذا الاكتشاف المعرفة ويساعد على تحسين فهم العلماء النظريين للموصلية الفائقة، وهو فهم يمكن أن يؤدي في المستقبل إلى تطوير موصلات فائقة في درجة حرارة الغرفة لاستخدامها في تخزين الطاقة ونقلها بكفاءة.
اليوروبيوم (دخول ويكيبيديا) ينتمي إلى مجموعة العناصر المعروفة باسم "العناصر الأرضية النادرة". هذه العناصر مغناطيسية، وبالتالي فهي ليست موصلات فائقة. "تميل الموصلية الفائقة والمغناطيسية إلى صد بعضها البعض. ويوضح الباحث أنه من أجل تحقيق الموصلية الفائقة، عليك "القضاء" على المغناطيسية.
ومن بين العناصر النادرة، فإن اليوروبيوم هو الأكثر احتمالا لفقد جاذبيته تحت الضغط العالي بسبب تركيبه الإلكتروني. في حالتها الصلبة، تكون جميع الخيوط النادرة تقريبًا ثلاثية التكافؤ، مما يعني أن كل ذرة من ذراتها قادرة على "إطلاق" ثلاثة إلكترونات لتوصيل الكهرباء.
"ومع ذلك، عندما يتم ضغط ذرات اليوروبيوم لتكوين مادة صلبة، لا يتبقى سوى إلكترونين حرين لكل ذرة، ويظل العنصر مغناطيسيًا. يؤدي تطبيق ضغط كافٍ إلى إطلاق إلكترون ثالث ويصبح معدن اليوروبيوم ثلاثي التكافؤ. ويضيف الباحث الرئيسي: "في هذه الحالة، لم يعد العنصر مغناطيسيًا، وبالتالي فإن إمكانية أن يصبح موصلًا فائقًا في ظل الظروف المناسبة مقبولة".
استخدم الباحثون سندانًا من الألماس لخلق مثل هذا الضغط العالي على عينة اليوروبيوم. يفصل ختم معدني دائري بين سندانين من الماس متباينين (0.17 قيراط) مع جوانب قطرها 0.18 ملم. يتم إدخال العينة في ثقب صغير في الختم ويتم ضغطها بواسطة شعيرات السندان الماسي. يتم الضغط على العينة عن طريق نفخها بتيار من غاز الهيليوم. وبما أن منطقة التلامس صغيرة للغاية، فإن كمية صغيرة من ضغط الغاز (ستين ضغطًا جويًا) تخلق قوة هائلة (15 طنًا) على العينة، بحيث يكون الضغط الفعال الممارس عليها مرتفعًا للغاية.
تتميز المواد فائقة التوصيل بخصائص مغناطيسية وإلكترونية فريدة. لا توجد مقاومة كهربائية فيها، لذلك من الناحية النظرية سوف يتدفق تيار كهربائي من خلالها إلى الأبد، وهي ذات مغناطيس مغناطيسي، أي أن المغناطيس الموضوع فوقها سوف يطفو في الهواء.
يمكن استخدام هذه الخصائص لإنشاء مغناطيسات قوية للتصوير الطبي، أو لإنشاء خطوط طاقة وجهد تحمل الكهرباء بكفاءة، أو لإنشاء مولدات طاقة أكثر كفاءة.
ومع ذلك، لا توجد حتى الآن مواد معروفة ذات موصلية فائقة في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي الطبيعي. يجب تبريد جميع المواد المعروفة اليوم بالموصلات الفائقة إلى درجات حرارة منخفضة للغاية أو ضغطها عند ضغوط عالية.
"عند الضغط الطبيعي، فإن أعلى درجة حرارة تصبح فيها مادة معروفة موصلة فائقة هي 139.15 درجة مئوية تحت الصفر. وهذه المادة إشكالية لأنها خليط من خمسة عناصر مختلفة. ويوضح الباحث أن الباحثين ما زالوا لا يفهمون سبب كون هذه المادة موصلاً فائقًا جيدًا.
ليس لدى العلماء ما يكفي من الفهم النظري لتصميم مجموعة فعالة من العناصر المختلفة التي ستصبح موصلة فائقة في درجة حرارة الغرفة والضغط الطبيعي. توفر نتائج هذه الدراسة معلومات إضافية يمكن أن تساعد في فهم النماذج النظرية الحالية التي تشرح ظاهرة الموصلية الفائقة.
ويوضح الباحث: "من السهل من الناحية النظرية فهم خصائص العناصر الصلبة لأنها تتكون من نوع واحد من الذرات". "ومع ذلك، من خلال ممارسة الضغط، نحن قادرون على جلب المادة الصلبة إلى عالم فيزيائي جديد حيث تجد نظرياتنا الحالية صعوبة في فهمها. "عندما نفهم سلوك العناصر في هذه المجالات الجديدة، قد نكون قادرين على استخدام هذا لدمج العناصر للحصول على مركبات جديدة يمكنها التوصيل الفائق في درجات حرارة أعلى."
تعليقات 18
لاحظ أن عنصر اليوروبيوم ليس موصلاً فائقاً!
تم سحب المقالة أعلاه التي كتبها ماثيو ديبساي من صفحات PRL لسببين:
1. اكتشفوا أن درجة الحرارة التي يظهر فيها التأثير هي في الواقع أحد الآثار الجانبية لغرفة الضغط. تم اختبار الموضوع في قياس إعادة البناء ولم يتم العثور على أي مرحلة انتقالية عند درجة الحرارة المذكورة أعلاه.
2. تم تحليل البيانات المنشورة في المقال بشكل عدواني للغاية إلى حد كونها غير شرعية علميا لإظهار مرحلة انتقالية. تمت دراسة هذه القضية بعمق مؤخرًا بعد المنشورات الكاذبة من قبل زميل كاتب المقال أعلاه، رانجا دياس.
يمكنك أن تقرأ عن هذا وأكثر في المقال الذي نشرته هنا على موقع العلوم مؤخرًا وفي المحاضرة المسجلة لجيمس هاملين الذي بحث في المشكلة في مقال اليوروبيوم وتسبب في سحبه:
https://youtu.be/KiGgcNR2O5o
عم،
يتحدث مايكل عن فعل العطاء. ومن الممكن أن نفهم أنه في قاموس المصطلحات الخاص به، فإن مثل هذا العمل النبيل له "قدسية" بالفعل. هذه هي الطريقة التي يفسرك بها، وهذا جيد تمامًا.
أسألك مرة أخرى، وبالتحديد من حيث قاموس المصطلحات الخاص بك – ما أهمية القداسة هنا؟ أو بشكل أعم: هل هناك قداسة في العلم؟ أم أن المفهوم يتعلق، ويجب أن يرتبط - فقط بالله وبالإنسان - كما خلق على صورة الله واختاره ("كونوا قديسين لأني قدوس" وخروج 4) - إذا لم تفعلوا ذلك. لا تقل نعم - لتطوير الخطيئة (17!) روبيتز؟
أنا لا أطلب الجدال، بل أحاول أن أفهم، لأنه في رأيي هذا السؤال له عواقب بعيدة المدى في مجال الإدراك العلمي وبالطبع في مجال الإيمان أيضًا.
إيدي:
تحدث ديفيد بشكل عام عن الممارسة السائدة في المجتمع العلمي المتمثلة في الإبلاغ عن كل نتيجة حتى لو لم يكن لها تطبيق فوري.
وفي رأيي أن وصفه للوضع -في هذا الشأن- وكذلك وصفه لأهميته في تطور العلم دقيق تمامًا.
تأتي القداسة من حقيقة أنها على الأقل إلى حد ما عمل إيثاري مصمم للسماح للآخرين بالمضي قدمًا من حيث وصلت بدلاً من حمل البطاقات بالقرب من صدرك من أجل الانتقال إلى هناك بنفسك.
وبالطبع هناك أيضًا منفعة شخصية في الأمر، لكن هذا التعاون – على الأقل في رأيي – مقدس حقًا.
عم،
اسمح لي أن أكون "مهرطقًا": حقًا - لم أفهم ما علاقة "القدسية" بالفائدة التي تأتي من نشر الأخبار حول كون عنصر اليوروبيوم فائق التوصيل؟
ايتسيك:
لقد أجرينا أنا وديفيد محادثة متحضرة حول الأشياء التي فهمناها معًا.
حسنًا - أنت لم تفهم. ماذا تستعرض؟!
لم أفهم ما الذي كان على ديفيد أن يعتذر عنه.
ومايكل، من أنت، السياسي في الموقع؟ هل مهمتك هي مواءمة الجميع وفقًا للخط؟
هذا موقع علمي شهير يمكن لأي شخص أن يفهمه بطريقته الخاصة، الجميل في الأمر أنك لا تحتاج إلى معرفة متعمقة حتى تنبهر وتندهش من المقالات، وهو الأمر الذي يجعل العلم أقرب إلى قلوب كل الناس، لذلك دعونا نستمتع.
لذا دعهم يكتبوا في التعليقات أنه لم يكن هناك تطور، أعتقد أنه من الممكن التعليق عليه بالنكت على الأكثر وعدم تحويل التعليقات إلى حرب القمل التي تخرج كل المتعة من الموقع.
عم،
أعتقد أن معظم الكتاب على الموقع يشعرون بنفس الطريقة التي تشعر بها. ولكن عندما يأتي شخص آخر إلى هنا كل يوم ويروي نفس الأكاذيب عن علم - حول التطور، على سبيل المثال - فإننا نقوم بالفعل بتطوير جلد وحيد القرن، ومثله نحن أيضًا نهاجم أي شخص يبدو كما لو كان ينوي البدء بالجلد. نفس قناع الخداع
أعتقد أن الطريق إلى التفاهم المتبادل يمر عبر الحقيقة، ولا يمكن تجاوزها، كما يحاول الكثير من المعلقين. انتبهوا إلى «المنفي من بلاده» مثلا، الذي يدعي أنه لم يتم خلق أي نوع جديد في المائة والخمسين سنة الماضية، لا في البكتيريا. وفي مناقشة أخرى، تم توضيحه بالفعل أنه تم إنشاء أنواع جديدة من ذباب الفاكهة، لكنه يسمح لنفسه بتجاهل هذه النقطة بسهولة. ولو أنه بحث في الشبكة قليلًا (ومن الصعب عدم البحث والعثور عليه)، لكان قد اكتشف ما يكفي من الأدلة لخلق أنواع جديدة. لكنه يتمسك بما يناسبه، وهذه ليست الحقيقة.
أتمنى لك أسبوعًا سعيدًا،
روي.
-----
مدونتي الجديدة - علم آخر
عم:
بادئ ذي بدء - من الواضح أنه تم قبول الاعتذار.
في الواقع، أنت تبرر كلامي لأنني عندما قلت إن وراء النكتة تكمن فكرة يفكر فيها الشخص حقًا، قصدت في هذه الحالة فكرة أن كلمة "مقدس" تتعثر دائمًا هنا.
وهذا ادعاء غير صحيح. تنفجر الصمامات عندما يتم استخدام هذه الكلمات لأشياء مختلفة تمامًا والناس هنا ليسوا غافلين عن السياق.
بالمناسبة - يمكنك أن ترى حقًا أنه لم ينفجر أي فتيل في هذا الشأن.
على أي حال، المقصود من كلماتي (وأنا أعتذر إذا كان الأمر يبدو متعاليًا - لا أقصد أن أكون متعاليًا ولكن فقط أقول ما أقصده حقًا) هو مساعدتك على فهم نفسك والآخرين وتأثير كلماتك على الآخرين - بشكل أفضل.
وعلى كل حال، وكما ذكرنا، فإن الاعتذار مقبول، ولا داعي لأن "تنزل" على نفسك وعلى مزاحك من أجل ذلك.
مايكل،
تنسب إلي نوايا ليست موجودة حقًا - كنت أعلم أن كلمة "مقدس" مثل "الروحانية" وما شابه، هي كلمات تفجر هنا على الفور وتشعل على الفور جدلًا مملًا لا نهاية له، ولهذا قلت ذلك الآن كل شيء سوف يهاجمني العلماء، لقد كانت مزحة كاملة! نكتة سيئة، هل قلت؟
على أية حال، لقد اعتذرت بصدق، وليس فجأة!
مايكل - على الرغم من أنني أحاول العيش وفقًا لمبدأ "افعل الخير فقط"، إلا أنني أرتكب أخطاء أيضًا (وعدد قليل جدًا منها لسوء الحظ) وأنا دائمًا مستعد وراغب في تصحيح أخطائي والاعتذار عنها عند الضرورة (كما هو الحال هنا).
בברכה،
عم
عم:
لقد رأيت الوجه المبتسم الذي قصدته فكتبت "نكتة أشك فيها" لكن النكات من هذا النوع عادةً ما تعبر عن فكرة يفكر فيها الكاتب حقًا ويشعر بعدم الارتياح عند قولها صراحة.
يذكرني بقصة رجل يلتقي بأحد معارفه في الشارع ويخبره بالتناقض.
يبدو أحد معارفه متفاجئًا ويسأله: "ما هذا - مزاح أم جد؟".
"بجديه!" فيجيبه الرجل فيجيبه أحد معارفه: "جيد جدًا لأنني لا أحب هذا النوع من الضحك!"
مايكل،
قصدت أن تكون طريفة تمامًا وروح الدعابة تمامًا! حتى أنني أضفت وجهًا مبتسمًا لتجنب الشك (أحيانًا يبدو كرمز تعبيري وأحيانًا لا يبدو كذلك، لا أعرف السبب، ربما يعتمد ذلك على اتجاه كتابته؟).
أتمنى مع الوقت أن نتعرف على بعضنا البعض بشكل أعمق قليلاً من ردود الفعل المتبادلة، إذا كان الأمر كذلك بالفعل، أتمنى أن تعلموا عني أنني شخص يحب الضحك ويحب الفكاهة الجيدة.
أعترف أنه في كثير من الحالات، من نكاتي، يمكنك بناء عدة سوكوت وموقد نار كبير لـ Lag B'Omer، وربما كانت دعابتي الحالية هنا مزحة، وإذا تأذى شخص ما بالفعل، فأنا أعتذر عن ذلك و أوضح أنه لم يكن لدي أي نية خبيثة على الإطلاق!
בברכה،
عم
عم:
ما زلت أسمح لنفسي "بالقفز عليك" فقط بسبب شيء واحد وهو حقيقة أنك قلت "الآن سيقفز الجميع علي".
إنك بهذا القول قد انحرفت عن نيتك أن تفعل الخير فقط، لأنك - سواء كان ذلك ضمنا أو على سبيل المزاح - اتهمت "الجميع" بتهم باطلة.
مرحبا روي،
لا أستطيع أن أخبرك كم يعني لي أن أقرأ تعليقك.
كل الرسالة التي لدي هنا على الموقع هي رسالة التسامح وفعل الخير (أحاول حقًا أن أعيش وفقًا لجارك وأحبه كما تفعل أنت، وابتعد عن الشر وافعل الخير فقط، وما إلى ذلك).
أنا مقتنع أنه إذا تصرف الجميع بهذه الطريقة، فإن البشرية جمعاء سوف ترتفع وترتفع إلى ارتفاعات لا نهاية لها (وأريد أن أؤكد مرة أخرى - لا تخطئوا إذا اعتقدتم أنني أحمق رومانسي يرى العالم على أنه مدينة فاضلة طفولية - بالطبع لا!).
أترك تدريس المعرفة التقنية والعلمية لأشخاص مثلك، فأنت تقوم بذلك بشكل جيد جدًا، وأنا أستمتع به كثيرًا.
مع تحياتي وشكرًا جزيلاً ،
عم
وبالطبع - عيد ميلاد سعيد للجميع!
عم،
لم أستطع أن أقول ذلك بشكل أفضل بنفسي.
وأتمنى أن أستمر في الاستمتاع بقراءة تعليقاتك. على الرغم من أنني لا أتفق بالضرورة مع بعض الأشياء التي تكتبها، إلا أن هناك نبرة قبول للآخر يصعب العثور عليها في مواقع الويب من "جانبي" الدين والعلم.
أتمنى لك أسبوعًا ناجحًا ومثيرًا للاهتمام ،
روي.
------
مدونتي الجديدة - علم آخر
دعه يحبط = دعه ينظر
أوري ،
كل هذه المعلومات هي لبنات البناء.
في يوم من الأيام سيأتي أينشتاين التالي أو مجرد شخص سيفشل في كل شيء وسيتلقى فجأة التنوير ويعرف كيفية تجميع كل هذه العناصر الأساسية معًا في شيء أكبر من مجموع أجزائه (في الحقيقة أعتقد أن هذا يحدث كل يوم) بطريقة صغيرة)، لذلك من المهم جدًا أن تنتشر المعرفة في كل مكان، فهي مقدسة حقًا (هنا الآن سوف يقفز علي الجميع (-: ).
أوري:
بادئ ذي بدء - ما هو مثير للاهتمام يكفي.
علاوة على ذلك، في نهاية المقال، تم أيضًا توضيح المعنى العملي للبحث: "عندما نفهم سلوك العناصر في هذه المجالات الجديدة، قد نتمكن من استخدام ذلك لدمج العناصر للحصول على مركبات جديدة يمكن الموصلية الفائقة في درجات حرارة أعلى."
آمل ألا تكون هناك حاجة لشرح المزايا العملية للموصلات الفائقة التي تسمح بمرور التيار الكهربائي دون أي مقاومة (وبالتالي دون فقدان الطاقة)
ماذا نفعل معها؟
ما الذي ساهمت به المعلومات للإنسانية بخلاف كونها مثيرة للاهتمام؟