Nella grafite segni di superconduttività a temperatura ambiente

Il Giornale Online
Uno studio riferisce di aver rivelato alcuni segni indiretti di conduzione di elettricità senza resistenza in una minima percentuale di campioni di polvere di grafite trattata con acqua. Sarà la volta buona?

di Sophie Bushwick

Un fenomeno recentemente scoperto, se fosse confermato, potrebbe trasformare in realtà il sogno di far viaggiare la corrente elettrica su lunghe distanze senza resistenza e di rendere i treni a levitazione magnetica una tecnologia diffusissima: è la superconduttività a temperatura ambiente. I fisici sanno in che modo i superconduttori standard operino a circa 275 gradi Celsius sottozero, ma i meccanismi che permettono la superconduttività ad alta temperatura, ovvero a 140 gradi sopra lo zero assoluto, rimangono un mistero. E senza sapere esattamente in che modo queste sostanze “più calde” riescono a condurre l’elettricità senza resistenza, a maggior ragione è difficile immaginare come sia possibile lo stesso fenomeno a temperature prossime a quelle ambientali, come annuncia il nuovo studio.

[link=http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201202219/abstract]Pubblicato sulla rivista “Advanced Materials”,[/link] il lavoro conclude che la polvere di grafite, ottenibile in modo semplice ed economico, mostra segni di superconduttività. Non è neppure necessario un costoso sistema criogenico: basta un bagno in acqua. Pablo Esquinazi e altri fisici dell’Università di Lipsia avevano discusso l’ipotesi del potenziale superconduttivo della grafite alcuni mesi fa in un articolo pubblicato [link=http://arxiv.org/abs/1206.2463]su arXiv[/link], l'archivio elettronico di preprint scientifici, in cui è disponibile anche il nuovo lavoro. Secondo quanto riferito ora, alcune parti del materiale mostrano segni dell’effetto Josephson, che si manifesta quando gli elettroni superano per effetto tunnel la barriera che separa due superconduttori: proprio questo effetto indica che i campioni di grafite contengono aree di superconduzione.

“Grazie a questa ricerca e a quelle che abbiamo svolto negli ultimi tre anni, eravamo sicuri di poter osservare queste aree”, ha spiegato Esquinazi. Per verificare l’ipotesi, i ricercatori hanno trattato la polvere di grafite con acqua: l’hanno rimescolata in acqua per 23 ore, filtrata e lasciata asciugare a 100 gradi Celsius. Infine, hanno verificato in che modo la polvere così trattata rispondesse a un campo magnetico variabile. Finora la grafite, come altri materiali, aveva deluso le promesse sulla superconduttività a temperatura ambiente. Per anni sono stati riferiti segnali deboli e indiretti di superconduttività in grafite trattata con elementi quali zolfo e ossigeno. Ma nessuno, neppure in questi casi, è riuscito a produrre un materiale stabile in grado di soddisfare la definizione di superconduttività dei libri di testo: la conduzione di corrente con resistenza nulla.

Esistono tuttavia altre caratteristiche che definiscono un superconduttore: un materiale tipicamente lo diventa quando supera una soglia di temperatura e subisce una transizione di fase ben definita. Altri segni di superconduttività sono l’effetto Josephson e l’effetto Meissner, noto anche come diamagnetismo: esposto a un campo magnetico esterno, un superconduttore espelle questo campo in modo che non penetri il materiale stesso. Questo effetto rende possibile la levitazione dei superconduttori e produce anche variazioni rilevabili nel campo magnetico esterno, fornendo un segno misurabile di superconduttività. In quest’ultimo studio, gli autori hanno verificato il diamagnetismo della polvere di grafite trattata, misurando la sua magnetizzazione mentre veniva esposta a un campo magnetico variabile. Ed essa ha risposto come se fosse effettivamente presente la superconduttività, anche se in una regione di dimensioni minime, pari a solo lo 0,01 per cento del campione.

(La versione originale di questo articolo è [link=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=graphite-powder-stirs-up-hints-room-temperature-superconductivity]apparsa su scientificamerican.com[/link] il 17 settembre. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati)

Fonte: http://www.lescienze.it/news/2012/09/19/news/grafite_superconduttrice_temperatura_ambiente-1264793/

Nella grafite segni di superconduttività a temperatura ambiente ultima modifica: 2012-09-21T11:04:20+00:00 da Richard
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