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 自然には作られないと思われがちだった、通常の超伝導体とは異なる特性を持つ伝導体が、自然界にも存在することが史上初めて証明されたそうだ。

 それは「ミアサイト」という鉱物で、すでに超伝導体として振る舞うことは知られていたが、今回米国エイムズ国立研究のチームが行ったいくつかの検査によって、天然のミアサイトにも非従来型超伝導性があることが証明された。

従来型超伝導体と非従来型超伝導体

 「超伝導」とは、ある物質を冷やすと電気抵抗がなくなる現象のことだ。このとき、電気はこの「超伝導体」をエネルギーを失うことなく、永遠に流れることができる。

 この特徴は非常に有用なもので、たとえば病院のMRI・リニアモーターカー・粒子加速器・量子コンピュータなど、さまざまなものに応用されている。

 以前、ある物質を超伝導体とするには、それをマイナス200度近くにまで冷やさねばならなかった。

 ところが1980年代、銅酸化物超伝導体が発見されたことで、それまでよりももっと高い温度で超伝導を引き起こせるようになった。

 こうした物質を、従来の超伝導体とは異なる特性を持つという意味で「非従来型超伝導体」という。

これまで自然界に非従来型超伝導体は存在しないとされていた

 だが、そうした物質はいずれも人工的に作られたもので、天然物が発見されたことはなかった。

 米国エイムズ国立研究所のルスラン・プロゾロフ氏は、「この事実のおかげで、非従来型超伝導は自然現象ではないというイメージが作られました」と説明する。

 同氏によると、ほとんどの超伝導物質は金属であるため、酸素のような元素とすぐに反応してしまう。だから自然界では超伝導体がなかなか見つからないのだという。

 だが今回、ミアサイトと同じ化学式を持つ合成サンプル「Rh17S15」に、非従来型超伝導体としての性質があることが明らかになった。

 それは自然界にも非従来型超伝導体があるという決定的な証拠だ。
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image credit:Communications Materials

非従来型超伝導体の性質を確認

 非従来型超伝導体であるかどうか調べるには、いくつかのやり方がある。

 その1つは、磁場が超伝導体の表面から侵入できる距離(磁場侵入長)を調べることだ。

 従来の超伝導体では、低温ならば基本的にこの長さは一定だ。ところが非従来型超伝導体では温度によって変化する。

 検査対象にあえて”キズ”をつけるという検査法もある。

 より具体的には、検査対象に高エネルギーの電子をぶつける。すると、そこにあったイオンが弾き飛ばされ、結晶構造に欠陥が生じる。

 従来の超伝導体は非磁性的な乱れにそれほど反応しないので、キズがついても臨界温度(超伝導現象が起きる温度)に大きな変化は見られない。

 一方、非従来型超伝導体はこうした乱れに反応し、このキズによって臨界温度や臨界磁場が変化する。

 そしてRh17S15はこうした検査で非従来型超伝導体としての振る舞いを見せたのだ。それは自然界にも非従来型超伝導体が存在するという決定的な証拠となる。

 こうした非従来型超伝導体の研究は、超伝導体が機能するメカニズムを理解する上で大切なことだ。

 「非従来型超伝導の背後にあるメカニズムを解明することが大切なのは、超伝導を経済的に正しく応用するための鍵となるからです」(プロゾロフ博士)

 この研究に『Communications Materials』(2024年2月17日付)に掲載された。

References:Physicists Identify First Unconventional Superconductor with Composition Also Found in Nature | Sci.News / Scientists reveal the first unconventional superconductor that can be found in mineral form in nature / written by hiroching / edited by / parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2024年03月19日 20:23
  • ID:cLtZfPRf0 #

未だに高温超伝導は確立されていない
これがヒントになりできる様になれば良いな

2

2. 匿名処理班

  • 2024年03月19日 20:42
  • ID:ZDiVTO6G0 #

一番肝心なことが意味不明

超伝導を引き起こすのは何度よ?

3

3. 匿名処理班

  • 2024年03月19日 20:49
  • ID:T.UO5J3.0 #

フェルミ面のネックが無い?!

4

4. 匿名処理班

  • 2024年03月20日 00:46
  • ID:3qR9LH1G0 #

ufoの素材だったりしてな

5

5. 匿名処理班

  • 2024年03月20日 05:53
  • ID:gYpz61fB0 #

超電導畑はもっと耕すべきよな、もし実用性のある温度の物質を見つけたら世界が変わるわけだし
もう頭打ちと言われてるけどまだ可能性っぽいもの出てくるし、ロマンよなー

6

6. 匿名処理班

  • 2024年03月20日 09:16
  • ID:cZhyngvo0 #

これを大量に掘り出せれば新しいゴールドラッシュが来るか?

7

7. 匿名処理班

  • 2024年03月20日 10:32
  • ID:3mEE3hJm0 #

>>6
ゴールドラッシュになる前に
人工的に作り出すようになるだろうな

8

8. 匿名処理班

  • 2024年03月20日 10:44
  • ID:pNP.K3Zr0 #

この話で重要なのは、超電導をおこす温度とかそういうのではなくて
従来型の合金以外でも超電導をおこせる構造があるという学術的価値の方
そこから新たな合金や、超電導をおこしやすい構造が判明すればいいって感じ

9

9. 匿名処理班

  • 2024年03月21日 17:28
  • ID:WPhFWbIc0 #

ミアサイトって初めて聞いた。検索しても全然ヒットしないね。

それはそうとして、重要なのは超伝導物質として振る舞う物質が、いかに低コストで得られるか?という部分だと思うので、そこら辺で何か進展があると良いんだけどね。

10

10. 匿名処理班

  • 2024年03月22日 12:15
  • ID:522z0UeT0 #

>>7
石油みたいに、「掘ったほうが安い」タイプの複合鉱物って、
これからも発見されるだろうか。

11

11. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 05:50
  • ID:GQ8cq0If0 #

自然物の左手物質だったりして次元転送場所かもね
それが鳥居に見えていたらロマン有りそう

12

12. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 17:07
  • ID:Idf044IZ0 #

>>2
文献によるとRh17S15の単結晶は2.2K(ケルビン)以下で超伝導になるが、ある磁場の元では5.4Kで超伝導になったそうです。
直ぐに工業的価値に結び付く話ではなさそうですね。

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