الكشف عن موصل فائق للتيار الكهربائي يمثل "تقدماً صناعياً كبيراً"
رقائق أشباه الموصلات على لوحة دوائر مطبوعة في صورة توضيحية. 17 فبراير 2023

أعلن فريق من الباحثين الأميركيين، الأربعاء، عن اكتشاف موصِل فائق للتيار الكهربائي يعمل بدرجة الحرارة المحيطة، مما يشكّل تقدماً كبيراً للبحوث في مجال بالغ الأهمية لعدد من التطبيقات العلمية والصناعية.

وتشكل القطارات المسيّرة مغناطيسياً بمبدأ الطفو أو خطوط الكهرباء التي لا ينجم عنها أي فقدان للطاقة، ابتكارات هامة للكهربائيين، بشرط إيجاد موصلات فائقة، أي أن التيار الذي يمر فيها لا يواجه أي مقاومة كهربائية، لكنه للاستخدام الاقتصادي.

وتعرف الشركات المصنعة جيداً كيفية تصنيع كابلات أو مغناطيسات فائقة التوصيل بالاعتماد على هذه الخاصية، كما الحال في التصوير بالرنين المغناطيسي، لكن هذه الحلول تتطلب تبريداً مكلفاً ومعقداً للمادة فائقة التوصيل، باستخدام النيتروجين السائل أو الهيليوم على سبيل المثال، إلى درجات حرارة أقل بكثير من مئتي درجة مئوية تحت الصفر.

وللتغلب على هذا القيد، اكتشف علماء في عام 2015 مواد تكتسب قدرة فائقة على التوصيل في درجات حرارة أعلى، عند حوالى 75 درجة مئوية دون الصفر، لكن بشرط التعرض لضغط يفوق من 15 مليون بار، أي أكثر من ضغط الغلاف الجوي للأرض.

"خطوة كبيرة إلى الأمام"
وأعلن فريق من الباحثين من الجامعة الأميركية في روتشستر، في دراسة نشرتها مجلة "نيتشر"، اكتشاف مادة تكتسب قدرة توصيل فائقة عند 21 درجة مئوية، لكن قبل كل شيء، يتميز هذا الموصل الفائق للتيار الكهربائي ذو الاسم المنمق - هيدريد اللوتيتيوم "المدعّم" بالنيتروجين، بأنه يكتسب هذه القدرة عند ضغط 10 آلاف بار فقط.

واعتبرت الفيزيائية بريجيت ليريدون، الباحثة كلية التعليم العالي للفيزياء والكيمياء في باريس (ESPCI)، أنه إذا تم تأكيد الاكتشاف فسيكون "خطوة كبيرة إلى الأمام"، وينعكس ذلك خصوصاً من خلال التحرر من الضغوط الهائلة للتجارب السابقة، ما يسمح "لعدد أكبر بكثير من الناس بدراسة هذه الأنظمة"، بحسب الباحثة.

وفريق روتشستر ليس جديداً على هذا الموضوع، كما أن عمله ليس خالياً من علامات الاستفهام. فقد سحبت مجلة نيتشر دراسة سابقة عام 2020، عن اكتشاف مادة أصبحت فائقة التوصيل عند 15 درجة مئوية وضغط أكثر من 2,5 مليون بار، بسبب تساؤلات حول طرق حساب البيانات.

ورأت بريجيت ليريدون، التي لم تشارك في الدراسة التي نُشرت الأربعاء، أن هذا العمل "يقدم مجموعة كاملة من الإجراءات المتماسكة"، مضيفة: "بما أنه كانت هناك سلسلة كاملة من الإعلانات حول هذا الموضوع، مع سحب لدراسات في بعض الأحيان، فمن المهم حقاً إعادة إنتاج هذه التجربة في مختبر مستقل آخر".

وفي مقال ملحق بالدراسة الأخيرة المنشورة في مجلة "نيتشر"، لاحظ اثنان من علماء الفيزياء الأميركيين والصينيين أن الآلية في العمل يجب أيضاً شرحها.

ويسري ذلك أيضاً على الطبيعة الدقيقة للمواد المستخدمة. وتقول بريجيت ليريدون "لا تزال هناك شكوك كبيرة حول التركيب البلوري للمادة".

وهذه النقطة أثارها معدو الدراسة أنفسهم، الذين يعوّلون على إجراء مزيد من التحليل للمادة لتطوير العمل النظري حول الموصلية الفائقة.