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超伝導

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1: 2018/12/16(日) 14:34:03.32 ID:CAP_USER
・超電導は電気抵抗がゼロになるとともに、ピンどめ効果を与えるなど応用範囲は広いが、低温下でしか実現できていない
・高圧の水素化ランタンによって、-23℃での高温での超電導を達成したとの主張
・論文の査読や、追試による検証はまだだが、今現在の最高温度を達成した研究者によるもので信憑性は高い

ドイツの科学者たちが、高温超伝導の新記録を達成したと主張しています。プレプリントサーバの“ArXiv”で発表された論文によると、250Kつまり-23℃での史上最も高い温度での、電気抵抗ゼロが達成されました。

Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures
https://arxiv.org/abs/1812.01561
まだ他の研究者による確認は取れていませんが、この主張は現実味があります。というのも、発表したのがマックスプランク研究所の物理学者ミカイル・エルメッツ氏で、2014年に203Kの高温超電導を達成したその人だからです。

1911年に初めて発見された超電導は、なんとも奇妙な現象です。通常、導体を流れる電流には抵抗がかかり、流れるほどにロスが増えます。しかし、ある種の材料を冷やしていくと奇妙なことが起こります。電気抵抗がゼロになり、電流は抵抗無しで動けるようになるのです。

もし、電気抵抗ゼロ、かつマイスナー効果と呼ばれる効果も持つ場合、それは超電導と呼ばれます。マイスナー効果とは、磁場が浸透しなくなると同時に、内部にあった磁場が排出される現象です。ピンどめ効果を持つため、浮遊した磁性体のイメージとして一般に知られています。

科学者たちにとって、常温での超電導を達成することは悲願です。もし達成できれば、応用範囲は広く、社会を変えるだけのインパクトがあります。
世界中の科学者たちが、この課題に取り組み、最高温度を記録したことを報告しては、再現性が確認されずに失敗するということが繰り返されています。 

続きはソースで

関連link
https://www.technologyreview.com/s/612559/the-record-for-high-temperature-superconductivity-has-been-smashed-again/
https://www.zaikei.co.jp/article/20181215/484030.html

https://nazology.net/archives/26846
gahag-007817


引用元: 【超電導】「-23℃」の高温超電導を達成! 夢の常温超電導に一歩近づく[12/15]

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1: 2018/06/22(金) 14:23:40.05 ID:CAP_USER
2枚のグラフェンシートを、「魔法角」と呼ばれる特定の角度だけ回転させて積層すると、抵抗なく電子が移動するようになることが明らかになった。
Nature ダイジェスト Vol. 15 No. 6 | doi : 10.1038/ndigest.2018.180607

大抵の超伝導体は、絶対零度に近い温度でのみ超伝導を発現する。近年次々と報告されている「高温」超伝導体でも、抵抗なく電気を通すようになる温度(転移温度)は、大気圧の場合は最高でも約133K(-140℃)だ。そのため、室温で超伝導を示す材料が発見されれば、コストのかかる冷却が不要になり、エネルギー伝送や医療用スキャナー、輸送などの分野に革命をもたらす可能性がある。

続きはソースで

原文:Nature (2018-03-08) | doi: 10.1038/d41586-018-02773-w |
Surprise graphene discovery could unlock secrets of superconductivity
http://www.nature.com/doifinder/10.1038/d41586-018-02773-w

https://t.co/qhYIyPOZ6B
images


引用元: 【超伝導】グラフェン素材をずらして重ねると超伝導体に![06/15]

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1: 2018/03/26(月) 09:59:38.59 ID:CAP_USER
東京大学(東大)は、銅酸化物高温超伝導体でヒッグスモードと呼ばれる超伝導の励起(さざ波)が存在することを実験により明らかにしたと発表した。

同成果は、東大低温センター理学系研究科物理学専攻の島野亮 教授らの研究グループ、理化学研究所の辻直人 研究員、産業技術総合研究所電子光技術研究部門の青木秀夫 招聘研究員の理論研究グループ、およびパリ・ディドロ大学のYann Gallais 教授らとの共同研究によるもの。
詳細は英国の学術誌「Physical Review Letters」に掲載された。

超伝導とは、金属の温度を冷やしたときに電気抵抗がある温度以下でゼロになり、同時に磁場が超伝導体内部に侵入できなくなる現象だ。

元々、超伝導は非常に低い温度で生じる現象と考えられていたが、1986年に銅酸化物高温超伝導体が発見され、液体窒素温度摂氏-196℃(77K)以上でも超伝導が生じることが示された。

その後、室温超伝導実現の期待のもとに超伝導発現の機構解明が進められ、高温超伝導体の理解は進歩した。
しかし、超伝導の発現機構そのものは完全には解明されておらず、現代の物性物理学の難問の1つとされている。

続きはソースで

図:銅酸化物高温超伝導体のd波超伝導秩序変数が振動する様子の概念図
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603267/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603267/
ダウンロード (1)


引用元: 【物理学】東大、高温超電導体で超伝導の励起が存在することを確認[03/19]

東大、高温超電導体で超伝導の励起が存在することを確認の続きを読む

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1: 2018/03/19(月) 14:03:48.39 ID:CAP_USER
マサチューセッツ工科大学(MIT)とハーバード大学の研究チームは、グラフェンの電気特性を絶縁体と超伝導体の間で切り替えることに成功したと発表した。
同じ1つのグラフェンが、電気を通さない絶縁体、抵抗ゼロで電気が流れ続ける超伝導体という2つの電気特性をもつことになり、その切り替えも可能なことから、さまざまなデバイスへの応用可能性がある。研究論文2本が科学誌「Nature」(論文1、論文2)に掲載された。

先行研究では、超伝導状態の金属薄膜層の上にグラフェン層を重ねて成膜した場合に、金属薄膜の影響を受けてグラフェンが超伝導体化する現象が報告されていた。
一方、今回の研究では金属薄膜は使わずにグラフェンだけで超伝導状態を作り出すことに成功している。

その方法は、2つのグラフェン薄膜を積層した超格子を作るというものであり、ポイントは上下のグラフェンの結晶構造をぴったり合わせずに少しだけずらして配置することであるという。

続きはソースで

画像:2層のグラフェンを角度1.1°のずれをもたせて重ねた超格子構造。
電圧印加によって絶縁体と超伝導体の間で電気的性質が切り替わる (出所:MIT)
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603006/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603006/
ダウンロード


引用元: 【超伝導】グラフェンの電気特性を絶縁体/超伝導体の間で切り替え制御 - MITなど[03/19]

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1: 2018/03/12(月) 11:42:50.86 ID:CAP_USER
人間の生活に必要なエネルギーは、2018年現在、主に火力発電と電子力発電によって生み出されていますが、新たな発電技術として核融合のエネルギーを利用する「核融合発電」が研究されています。
核融合発電について、アメリカのマサチューセッツ工科大学(MIT)が新たなフェーズに入ったことを発表しており、15年以内の実現を目指しているとのことです。

MIT and newly formed company launch novel approach to fusion power | MIT News
http://news.mit.edu/2018/mit-newly-formed-company-launch-novel-approach-fusion-power-0309
https://i.gzn.jp/img/2018/03/12/mit-fusion-power/00_m.jpg

核融合発電は、事実上無限のエネルギーを持つ「太陽」に着目し、太陽内部で起こる核融合反応の仕組みを発電に利用するもの。
「核」というと原子力発電を連想しますが、核融合発電は放射能問題も少なく、安全でクリーンなエネルギーになり得るとして注目されています。
MITは核融合発電の研究を続ける施設の1つでしたが、2016年に政府からの資金援助が打ち切られたことが報じられました。

核融合発電の詳しい仕組みは以下の記事から読むことができます。

しかし、新たな発表で、MITの研究者らはCommonwealth Fusion Systems(CFS)という民間企業と協力することを発表。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180312-mit-fusion-power/
ダウンロード (1)


引用元: 【エネルギー】核融合発電所を15年以内に実現することを目指すMITの新たな研究がスタート[03/12]

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1: 2018/03/06(火) 18:46:41.65 ID:CAP_USER
年明けの1月11日、雑誌「Nature communications」に一報の論文が発表されました。

 「Discovery of Superconductivity in Quasicrystal」。
日本語なら「準結晶中での超伝導状態の発見」とでも訳しましょうか。

 名古屋大学、豊田工業大学、東北大学、豊田理化学研究所などのグループが達成した、人類史的な価値をもつ大業績と思います

 一定の確率でノーベル賞が出て不思議ではない驚くべき成果ですが、ことさらに大メディアが騒ぎ立てたりすることはありませんでした。

 まあ、記事の編集担当デスクが理解できなければ仕方のない、いつものことですが、今回はこの「準結晶の超伝導」の何が凄いのか、簡単に解説してみたいと思います。

■準結晶とは何か?

 まず最初に「準結晶(Quasicrystal)」とは何か、から話を始めなければなりません。
ワープロに「じゅんけっしょう」と入力すると「準決勝」と変換される程度に、世間にはほとんど知られていない物質の形態と思います。

 原子分子レベルで見ると「結晶」は、ちょうど公園などにあるジャングルジムのようにアトムが規則正しく並んだ構造を取っています。

 こうした「結晶」は「並進対称性」と呼ばれる規則性を持ちます。
分かりやすい例としてオランダの版画家M.C.エッシャーの作品をリンクしておきましょう。

 例えばこの「鳥による平面の規則分割
(参照=http://www.mcescher.com/gallery/back-in-holland/regular-division-of-the-plane-with-birds/)」という作品は、ちょうど、床や壁をタイルで覆い尽くすような意味で、2次元平面を完全に充填します。

 ここで、一部を切り出して別の部分に平行移動すると、完全に重なり合う。
こういう特徴を「並進対称性」といいます。

 さて、世の中にはこういう充填とは別に、平行移動では決して重なり合わない、面や空間の充填の仕方があります。

 例えば、イスラム教のモスク建築には、壮麗な幾何学模様のタイル張りの埋め尽くしが見られます。

 いくつか例を挙げて見ましょう。

 例えばこういうもの(参照=https://en.wikipedia.org/wiki/Girih_tiles)はギリーと呼ばれます。
英文のイスラム文様のウィキペディアには、尖塔の屋根を埋め尽くす曲面パターン
(参照=https://en.wikipedia.org/wiki/Islamic_geometric_patterns)なども紹介されています。

 あるいはこんなもの(参照=http://archive.aramcoworld.com/issue/200905/the.tiles.of.infinity.htm)もある。

 最後のリンクには、こうしたモザイクの幾何学模様を数学的に整理した英国の数理物理学者ロジャー・ペンローズ
https://en.wikipedia.org/wiki/Roger_Penrose)の名が挙げられています。

 ペンローズは1974年、2種類のひし形を組み合わせて空間を充填しながら、決して平行移動では重ね合わせができないパターンを見出し発表します。

 「ペンローズ・タイル」と呼ばれるパターンで、非周期的でありながら空間を埋め尽くす特異な幾何学構造として注目を集めます。

 ペンローズとエッシャーの間には親交があり、ペンローズの見出した数理構造に影響を受けた作品をエッシャーは発表しましたが、残念ながら版画家は1972年に亡くなってしまいました。
そのためペンローズ・タイルの幾何を応用した作品は残されていません。

続きはソースで

画像:すでに様々に利用されている超電導。
写真は超電導磁石を使った独西部グライフスバルトのマックスプランク・プラズマ物理学研究所にある核融合装置「ベンデルシュタイン7-X」。
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/d/6/600w/img_d6f6919603dce4f3d888c74c10696df8201375.jpg

JBpress
http://jbpress.ismedia.jp/articles/-/52503
ダウンロード


引用元: 【物理学】ノーベル賞間違いなし、日本発「準結晶超伝導転移」[03/06]

ノーベル賞間違いなし、日本発「準結晶超伝導転移」の続きを読む
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