Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Padł rekord temperatury nadprzewodnika

Recommended Posts

Naukowcy wykorzystujący Advanced Photon Source z Argonne National Laboratory badają materiał, w których zaobserwowano zjawisko nadprzewodnictwa istniejące w temperaturze -23 stopni Celsjusza. To o około 50 stopni wyższa temperatura niż dotychczasowy rekord.

Mimo, że nadprzewodnictwo pojawia się w ekstremalnie wysokim ciśnieniu, to i tak mamy tutaj do czynienia z wielkim postępem. Ostatecznym celem jest wykorzystanie nadprzewodnictwa w codziennych zastosowaniach.

Naukowcy określili dwa warunki, które definiują materiały, które nadają się na nadprzewodniki. Materiał musi umożliwiać przewodzenie prądu bez oporów oraz być odpornym na działanie pola magnetycznego, które nie może go penetrować.

Dotychczas nadprzewodnictwo uzyskiwano po schłodzeniu materiału do bardzo niskich temperatur. Jednak takie chłodzenie jest niezwykle kosztowne i znacząco obniża możliwość zastosowania tej technologii.

Ostatnie badania teoretyczne wykazały, że nowe klasy hybryd mogą wykazywać nadprzewodnictwo w wysokich temperaturach. Naukowcy z Instytutu Chemii im. Maksa Plancka połączyli siły z University of Chicago. Razem stworzyli materiał o nazwie superwodorek lantanu, przetestowali go pod kątem nadprzewodnictwa oraz określili jego strukturę i skład.

Jedynym problemem jest fakt, że materiał ten wykazuje nadprzewodnictwo przy ciśnieniu 150–170 GPa. To ciśnienie około 1,5 miliona razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza.

W materiale zauważono trzy z czterech cech charakterystycznych dla nadprzewodnictwa. Zaniknęła oporność, pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego zmniejszyła się temperatura krytyczna oraz doszło do zmiany temperatury gdy niektóre pierwiastki zastąpiono innymi izotopami. Czwarta z cech, efekt Meissnera, czyli zanik pola magnetycznego w nadprzewodniku, nie został zaobserwowany. Stało się tak dlatego, że badano na tyle małą próbkę materiału, iż zjawiska tego nie można było wykryć.

Temperatura, przy jakiej zaobserwowano nadprzewodnictwo, naturalnie występuje w wielu miejscach na świecie. To zaś daje nadzieję, że w końcu uda się stworzyć materiał, w którym nadprzewodnictwo pojawi się w temperaturze pokojowej, a przynajmniej przy 0 stopniach Celsjusza.

Obecnie naukowcy pracują nad nowym materiałem, który wykaże nadprzewodnictwo w warunkach jeszcze bardziej zbliżonych do naturalnych. Naszym następnym celem jest zmniejszenie ciśnienia, przy którym syntetyzowane są próbki, zwiększenie temperatury tak, by była bliższa pokojowej, a być może stworzenie materiału, który powstaje przy wysokim ciśnieniu, ale nadprzewodnictwo występuje w nim przy ciśnieniu atmosferycznym, stwierdzili naukowcy.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nadprzewodnictwo w temp. 20 st. C. I przy ciśnieniu 1 TPa :D

Zawsze można drgania cieplne stabilizować ciśnieniem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rośliny potrzebują dwutlenku węgla do przeprowadzania fotosyntezy. Zatem więcej dwutlenku węgla w atmosferze zwiększa wzrost roślin (mechanizm ten, o czym informowaliśmy, w tak prosty sposób działa jedynie w warunkach laboratoryjnych). Jednocześnie jednak więcej CO2 w atmosferze oznacza wyższą temperaturę, co może m.in. spowodować niedobory wody potrzebnej rośliną, ograniczać ich wzrost i zwiększać ryzyko usychania. Na łamach PNAS ukazał się właśnie artykuł, którego autorzy stwierdzają, że od poziomu CO2 czy ogólnego wzrostu temperatury ważniejszy dla roślin jest stosunek obu tych czynników.
      Korzyścią, jaką lasy odnoszą ze zmiany klimatu, jest zwiększony poziom atmosferycznego CO2, dzięki czemu drzewa mogą zużywać mniej wody przy bardziej intensywnej fotosyntezie. Jednak problemem związanym ze zmianą klimatu są rosnące temperatury, które powodują, że drzewa zużywają więcej wody, a fotosynteza przebiega wolniej. Na podstawie realistycznego modelu fizjologii drzew zbadaliśmy wpływ tych przeciwstawnych sobie zjawisk, czytamy w artykule.
      Z badań wynika, że niekorzystny wpływ wzrostu temperatury tylko do pewnej granicy będzie kompensowany przez wzrost stężenia dwutlenku węgla. Jeśli wzrost temperatury będzie szybszy niż wzrost CO2, a proporcje pomiędzy oboma zjawiskami przekroczą pewien poziom, lasy mogą sobie nie poradzić. Jak mówią naukowcy, istniały pewne różnice pomiędzy różnymi typami lasów, ale ogólny wpływ obserwowanych zjawisk był prawdziwy dla wszystkich lasów.
      Wspomniana granica, powyżej której lasy przestaną sobie radzić, zależy od tego, jak szybko będą w stanie dostosować się do zmian klimatu. Niektóre gatunki drzew są w stanie zareagować fizycznymi zmianami na suszę czy inne stresory środowiskowe i dzięki nim zmaksymalizować wykorzystanie dostępnych zasobów. Drzewa te mogą na przykład zmienić kształt liści czy dostosować tempo fotosyntezy.
      Autorzy badań przyjrzeli się wpływowi wzrostowi CO2 i temperatury na lasy w USA. Sprawdzili też, czy zdolności aklimatyzacyjne różnych gatunków drzew będą odgrywały tutaj rolę.
      Okazało się, że jeśli lasy będą w stanie się zaaklimatyzować, to dodatkowa koncentracja CO2 na każdy 1 stopień wzrostu temperatury musi wynieść co najmniej 67 ppm, by drzewa nadal mogły rosnąć. Taki scenariusz rozwoju sytuacji przewiduje 71% modeli klimatycznych wykorzystanych na potrzeby obecnych badań. Jeśli zaś drzewom nie uda się zaaklimatyzować, to wzrost koncentracji CO2 musi wynieść co najmniej 89 ppm na każdy stopień. Taki scenariusz jest przewidywany przez nieco ponad połowę wykorzystanych modeli. To zaś oznacza, że wciąż istnieje olbrzymia niepewność co do tego, co stanie się z lasami.
      Dodatkowym problemem jest fakt, że nawet jeśli wspomniany stosunek CO2 do temperatury wykroczy poza określoną granicę na jeden sezon lub podobnie krótki czas, drzewa mogą zacząć wymierać. Ponadto autorzy badań nie brali pod uwagę wzrostu temperatur na pasożyty drzew czy pożary lasów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Żyjące w glebie skąposzczety, np. dżdżownice, to jedne z najważniejszych, a jednocześnie najmniej zauważanych, zwierząt na Ziemi. Spulchniają one i użyźniają glebę, prowadzą recykling składników odżywczych, dzięki nim woda i powietrze mogą sięgać większych głębokości. Bez pierścienic gleba byłaby w znacznie gorszym stanie, a jej produktywność by spadła.
      Teraz po raz pierwszy w historii stworzono mapę występowania tych zwierząt. W pracach brało udział ponad 140 naukowców, którzy w 6900 miejscach na świecie sprawdzili glebę i skatalogowali w niej setki gatunków.
      Mamy tutaj pierwszy globalny obraz występowania jednej z najważniejszych grup zwierząt, mówi Stefan Scheu z Uniwersytetu w Gottingen. Uczony, który nie brał udziału w badaniach, mówi, że dzięki tej wiedzy możliwe będzie opracowanie planu ochrony ekosystemu z uwzględnieniem zwierząt żyjących zarówno w gruncie jak i ponad nim.
      Już w XIX wieku naukowcy skatalogowali wiele zwierząt i roślin żyjących na Ziemi. Jednak nie dotyczyło to organizmów żyjących w glebie. Przez długi czas nie wiedzieliśmy, gdzie i jakie gatunki żyją, mówi ekolog gleby, Noah Fierer z University of Colorado w Boulder.
      Stworzenie mapy skąposzczetów zamieszkujących glebę do pomysł Helen Philips i jej kolegów z Niemieckiego Centrum Badań nad Bioróżnorodnością w Lipsku. Skontaktowali się oni ze specjalistami w tej dziedzinie i poprosili o przesłanie danych. Odpowiedziało 141 naukowców, którzy dostarczyli danych z ponad 6900 miejsc w 57 krajach. Dostaliśmy trzykrotnie więcej danych niż się spodziewałam, mówi Philips.
      Do tworzenia mapy wykorzystano modelowanie komputerowe i tutaj naukowców czekało spore zaskoczenie. Okazało się bowiem, że czynnikiem decydującym o tym, jak dobrze radzi sobie populacja skąposzczetów w glebie są temperatury i opady, a nie – jak sądzono – rodzaj gleby. Uczonych zaskoczyło, jak mały wpływ na populację miała gleba, w której zwierzęta żyją. Badania pokazują, że zmiany klimatu będą miały poważne konsekwencje również dla zwierząt żyjących pod ziemią.
      Zaskakujący był też rozkład gatunków. O ile flora i fauna na powierzchni naszej planety wykazuje największe zróżnicowanie w tropikach, to – przynajmniej w skali lokalnej – życie podziemne wygląda inaczej. Gleby Europy, północno-wschodnich USA, południowego krańca Ameryki Południowej oraz południowe regiony Nowej Zelandii i Australii mają na danym obszarze więcej gatunków podziemnych skąposzczetów niż tropiki. Występuje tam też więcej osobników. Modelowanie wykazało, że na każdy metr kwadratowy gleby w strefach umiarkowanych przypada do 150 takich organizmów, a w tropikach jest to zaledwie 5 sztuk.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niezwykłe wzorce pogodowe w górnych warstwach atmosfery nad Antarktyką znacząco zmniejszyły utratę ozonu powodując, że w ostatnim czasie dziura ozonowa była najmniejsza od czasu rozpoczęcia jej obserwowania w roku 1982, poinformowali naukowcy z NOAA i NASA.
      Największą tegoroczną powierzchnię dziura ozonowa osiągnęła 8 września, kiedy to obejmowała 16,4 miliona kilometrów kwadratowych. Później skurczyła się do 10 milionów km2 i tak już pozostało. Zwykle dziura ozonowa rozrasta się do niemal 21 milionów kilometrów kwadratowych i utrzymuje taką wielkość jeszcze na początku października.
      To świetna wiadomość dla ozonu na półkuli południowej. Musimy jednak pamiętać, że to, co obserwujemy, to skutek wyższych temperatur w stratosferze, a nie oznaka szybkiego odradzania się ozonu, mówi Paul Newman z Goddard Space Flight Center.
      Dziura ozonowa formuje się nad Antarktyką późną zimą, gdy wskutek promieniowania słonecznego w atmosferze rozpoczynają się reakcje pozbawiające ją ozonu. W reakcjach tych biorą udział wyemitowane przez człowieka aktywne formy związków chloru i bromu. Reakcja odpowiedzialne za niszczenie ozonu zachodzą na powierzchni chmur tworzących się w zimnych warstwach stratosfery. Gdy jest cieplej, formuje się mniej chmur, które są ponadto nietrwałe, dzięki czemu proces niszczenia ozonu jest mniej intensywny.
      Dziura ozonowa jest monitorowana za pomocą satelitów i balonów stratosferycznych. W tym roku podczas pomiarów ozonu nad Biegunem Południowym nie znaleziono żadnej części atmosfery, która byłaby całkowicie pozbawiona ozonu, mówi Bryan Johnson z Earth System Research Laboratory.
      W bieżącym roku po raz trzeci od niemal 40 lat zdarzyło się tak, że wyższe temperatury w stratosferze ograniczyły rozmiary dziury ozonowej. Dwa podobne takie wydarzenia miały miejsce w roku 1988 i 2002. To rzadki przypadek, który wciąż staramy się zrozumieć. Gdyby nie było tego ocieplenia, prawdopodobnie obserwowalibyśmy typową dziurę ozonową, mówi Susan Strahan z Universities Space Research Association. Naukowcy dotychczas nie znaleźli żadnego związku pomiędzy tymi trzema wydarzeniami, a zmianami klimatu.
      Warstwa ozonowa nad Antarktyką zaczęła powoli zmniejszać się w latach 70., a na początku lat 80. zaczęto rejestrować duże ubytki ozonu. W 1985 roku naukowcy z British Antarctic Survey odkryli dziurę ozonową, którą potwierdził później satelita NASA.
      W 1987 roku podpisano Protokół montrealski, który wszedł w życie w roku 1989. W jego ramach państwa zobowiązały się stopniowo ograniczać, a w końcu zaprzestać produkcji substancji niszczących warstwę ozonową. Protokół ten okazał się najbardziej skuteczną globalną umową w historii. Podpisało go 196 państw oraz Unia Europejska. Szczyt produkcji związków niszczących warstwę ozonową przypadł na rok 2000. Wtedy też dziura ozonowa była największa i sięgnęła niemal 30 milionów km2. Od tamtej pory się zmniejsza. Naukowcy oceniają, że do roku 2070 poziom ozonu nad Antarktyką powinien powrócić do poziomu z roku 1980.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańska NOAA (Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna) potwierdza przypuszczenia innych specjalistów i mediów. Lipiec 2019 był najcieplejszym miesiącem w historii pomiarów. Rekordowe upały panowały w wielu miejscach na Ziemi, a lód morski Arktyki i Antarktyki skurczył się do rekordowo małej powierzchni. Średnia temperatura w lipcu bieżącego roku była o 0,95 stopnia Celsjusza wyższa, niż średnia dla lipców z całego XX wieku.
      Istnieniu globalnego ocieplenia nie da się zaprzeczać. Aż 9 z 10 najgorętszych lipców miało miejsce od roku 2005, z czego pięć ostatnich lipców jest jednocześnie pięcioma najcieplejszymi w historii pomiarów. Ponadto było to 43. lipiec z rzędu i 415. miesiąc z rzędu z temperaturami powyżej średniej wieloletniej.
      Jakby tego było mało, pierwsza połowa bieżącego roku również była rekordowo gorąca i wyrównała dotychczasowy rekord należący do I połowy roku 2017. Bieżący rok był dotychczas rekordowo gorący w niektórych częściach obu Ameryk, w Azji, Australii, Nowej Zelandii, południowej połowie Afryki, częściach zachodniego obszaru Oceanu Spokojnego, na zachodzie Oceanu Indyjskiego i na Atlantyku.
      Zanotowano też rekordowo niski zasięg lodu morskiego w Arktyce. Był on o 19,8% niższy niż średnia. W Antarktyce zaś zasięg lodu morskiego był o 4,3% mniejszy niż średnia i również był najniższy w historii pomiarów.
      Nie wszędzie było jednak wyjątkowo upalnie. W częściach Skandynawii oraz w Rosji temperatury były o 1,5 stopnia Celsjusza poniżej średniej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Z danych Copernicus Climate Change Service, serwisu prowadzonego przez Unię Europejską, wynika, że miniony lipiec mógł być najcieplejszym lipcem w historii pomiarów, a to oznacza najcieplejszym miesiącem w ogóle w historii pomiarów.
      Stwierdzenie „mógł być” jest tu jak najbardziej na miejscu, gdyż w porównaniu do rekordowego dotychczas lipca 2016 temperatury były wyższe o 0,04 stopnia Celsjusza, czyli różnica mieści się w granicach błędu pomiarowego. Nie można zaprzeczyć, ze tegoroczny lipiec był wyjątkowo ciepły, o około 0,56 stopnia Celsjusza cieplejszy od średniej dla wszystkich lipców z lat 1981–2010. Jednak sami przedstawiciele Copernicus podkreślają, że opierają się wyłącznie na własnym zestawie danych, a gdy w najbliższych tygodniach inne instytucje opublikują swoje dane może dojść do zweryfikowania informacji o najcieplejszym miesiącu w historii pomiarów.
      Lipiec jest zwykle najcieplejszym miesiącem w roku w skali globu. Dzieje się tak, gdyż duże masy lądowe znajdujące się na półkuli północnej ogrzewają się szybciej niż oceany z półkuli południowej ulegają schłodzeniu w czasie lata trwającego na półkuli północnej. Odwrotne zjawisko zachodzi, gdy u nas panuje zima, zatem to sezonowe zmiany na półkuli północnej mają największy wpływ na globalną temperaturę.
      Niezależnie od ewentualnych minimalnych korekt w górę czy w dół, już teraz możemy stwierdzić, że tegoroczny lipiec znajduje się bardzo blisko granicy 1,2 stopnia Celsjusza wzrostu w porównaniu z okresem przedprzemysłowym. Warto przypomnieć, że zgodnie z Porozumieniem Paryskim ludzkość chce utrzymać wzrost globalnej temperatury na poziomie znacznie niższym niż 2 stopnie Celsjusza. Docelowo powinno być to nie więcej niż 1,5 stopnia Celsjusza. Trzeba tutaj też zauważyć, że IPCC wyznaczając takie cele bierze pod uwagę nie indywidualne miesiące czy lata, a okresy 30-letnie. Zaś w ciągu ostatnich 30 lat średnie temperatury na Ziemi wzrosły o około 1 stopnień Celsjusza w porównaniu do okresu preindustrialnego.
      O tym, czy lipiec 2019 był najcieplejszym miesiącem w historii pomiarów dowiemy się już wkrótce, gdy swoje dane opublikują inne instytucje. Szczególnie istotne będą informacje NASA/NOAA i brytyjskiego Met Office.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...