ابررساناها در زیر دمای بحرانی، جریان الکتریسته را با مقاومت صفر از خود عبور می‌دهند. دومین ویژگی آن‌ها طرد میدان مغناطیسی در زیر دمای بحرانی است که اثر مایسنر نام دارد. رسیدن به ابررسانایی در دمای اتاق هدف نهایی دانشمندان در این زمینه است. این هدف می‌تواند در بازدهی ایجاد و انتقال جریان برق اثر به‌سزایی داشته باشد همچنین استفاده از ابررسانایی را در کاربردهای امروزی مانند آهن‌رباهای ابررسانا در شتاب‌دهنده‌ها آسان‌تر خواهد کرد.

متعارف یا نامتعارف؟

میکائیل اِرمتس (Mikhail Eremets) در موسسه شیمی ماکس پلانک در آلمان می‌گوید: «از دیدگاه نظری هیچ محدوده‌ای برای گذار دما در ابررساناهای متعارف وجود ندارد، و نتایج تجربی ما نیز پاسخی امیدوارکننده برای وجود ابررسانایی در دمای اتاق است».

در ابررسانایی متعارف، ارتعاش‌های موجود در شبکه کریستالیِ ماده، الکترون‌ها را به صورت جفت‌هایی به یکدیگر مقید می‌کند تا جریان الکتریسته بتواند بدون هیچ مقاومتی از ماده عبور کند. به نظر می‌رسد عناصر سبک‌تر عملکرد بهتری در این زمینه دارند چرا که اتم‌هایشان در فرکانس‌های بالا ارتعاش می‌کنند و به این ترتیب ابررسانایی را در دماهای بالاتر ممکن می‌سازند. اگرچه ابررساناها با نگاه به چنین موادی یافته شده‌اند، اما بالاترین دمای گذار تاکنون در منگنز دیبورایت در دمای 39 کلوین دیده شده است. ابررسانایی تحت فشار در 164 کلوین در سیستم‌های مس-اکسیدی نیز گزارش شده، اما همه این‌ها ابررسانای متعارف نیستند. علاوه‌براین، چون مکانیزم ابرسانایی تاکنون به خوبی شناخته نشده، رسیدن به دماهای بحرانی بالاتر کار دشواری است. محاسبات نشان داده‌ که هیدروژن، به عنوان سبک‌ترین عنصر، می‌تواند در دمای اتاق یک ابررسانای متعارف باشد. اما ابررسانایی در هیدروژن خالص کار دور از ذهنی است، و از این رو باعث شده تا محققان به جای آن به موادی با درصد خلوص هیدروژن بالا روی بیاورند.

تحت فشار

ارمتس و همکارانش بر روی هیدروژن سولفاید (H₂S) تمرکز کرده‌اند چون کنترل آن کار به نسبت ساده‌ای است و پیش‌بینی شده که می‌تواند در دمای حدودی 80 کلوین و تحت فشار ابررسانا شود. آن‌ها دریافتند که زمانی که نمونه‌های هیدورژن سولفاید تحت فشار بسیار زیاد در حدود 1.5 میلیون اتمسفر (150 گیگاپاسکال) در سلول سندان الماس قرار می‌گیرند و تا 203.5 کلوین سرد می‌شوند، به مقاومت الکتریکی صفر می‌رسند و مغناطش آن‌ها به صورت ناگهانی کاهش می‌یابد که همه این‌ها تاییدی بر وجود ابررسانایی در این حالت است.

این محققان بر این باورند که تحت فشار، هیدروژن سولفید تجزیه شده و از H₂S به H₃S تبدیل می‌شود. آن‌ها پیشنهاد کرده‌اند که هیدروژن-سولفاید با فشار بالا یک ابررسانای متعارف است، که ابررسانایی آن از شبکه کریستالی سرچشمه می‌گیرد. ارمتس می‌گوید: «تحقیق ما بر روی هیدروژن سولفاید نشان می‌دهد که بسیاری از مواد غنی با هیدروژن می‌توانند دمای گذار بسیار بالا داشته باشند».

دامیان همپشایر (Damian Hampshire) سرپرست گروه ابررسانایی در دانشگاه دورهام که در این بررسی شرکت نداشته موافق است که این یک نتیجه تجربی بسیار هیجان‌انگیز است. او می‌گوید: «این تحقیق انواع موادی که قابلیت ابررسانایی در دمای اتاق را دارند نشان می‌دهد. اما بیش از این به یاد ما می‌آورد که چقدر علم ما در این زمینه اندک است و هنوز چه چیزهای بسیار زیادی برای کشف وجود دارد».

با این وجود هنوز کسی با تفسیر ابررسانایی متعارف قانع نشده است. جورج هیرش (Jorge Hirsch) فیزیک‌دان نظری در دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیه‌گو که او نیز در کار ارمتس مشارکی نداشته می‌گوید: «من گمان نمی‌کنم که این یک ابررسانایی متعارف باشد که از ارتعاش‌ با فرکانس بالا در هیدوژن نشات گرفته باشد». او می‌افزاید: «به اعتقاد من، این کشف اگر ابررسانایی باشد، ابررسانایی نامتعارفی است که ناشی از رسانش حفره‌ها در آنیون‌های سولفور است». او می‌گوید برای کشف چنین ابررساناهایی با دمای بالا محققان باید برروی ترکیبات حاوی سولفور در فشارهای بسیار بالا تمرکز کنند.

منبع: http://physicsworld.com/cws/article/news/2015/aug/21/hydrogen-sulfide-is-warmest-ever-superconductor-at-203-k