الموصلية الفائقة في أبسط كوبرات تعمل أخيرًا سريع

الأصل: "Hole-doped superconductivity above 100 K in infinite-layer cuprate thin films"
arXiv:2605.29352 · 2026-05-28 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
غشاء رقيق يوصل التيار دون فقدان عند 100 كلفن، رغم أن هذا لم يُتحقق منذ ما يقرب من 40 عامًا.

شطيرة، حيث بدل الخبز طبقات من أكسيد النحاس، وبينها طبقة رقيقة من أيونات السترونشيوم. هذا هو الكوبرات ذو الطبقات اللانهائية، أبسط أنواع السيراميك فائق التوصيل، الذي ابتُكر قبل ما يقرب من 40 عامًا. فيه كل ما يلزم للموصلية الفائقة: شبكات مربعة منتظمة من النحاس والأكسجين، تفصلها ذرات فاصلة. لكن جعله يوصل التيار دون مقاومة، بإضافة ثقوب حرة (شحنات موجبة متحركة)، لم ينجح لفترة طويلة — وكأن الشطيرة تنقصها صلصة ما.

الآن وُجدت هذه الصلصة. في غشاء بلوري رقيق من Sr1-xRbxCuO2، استُبدل جزء من السترونشيوم بالروبيديوم، وفوق مربعات النحاس وُضعت بعناية ذرات أكسجين إضافية. معًا، أنشأتا العدد المطلوب من الثقوب — وبدونها لا تنطلق الموصلية الفائقة. أظهرت قياسات المقاومة أنه عند 100 كلفن، أي حوالي سالب 173 درجة مئوية، يفقد الغشاء مقاومته. هذا أعلى بمقدار 27 درجة من النيتروجين السائل، الذي يُستخدم غالبًا لتبريد الموصلات الفائقة في العروض.

100 كلفن هي أبرد من أبرد ليلة في القارة القطبية الجنوبية، لكنها بالنسبة للكوبرات تعتبر درجة حرارة عالية: المعادن العادية تصبح فائقة التوصيل فقط بالقرب من الصفر المطلق.

يستجيب الغشاء للمجال المغناطيسي تمامًا كما ينبغي للموصل الفائق: يُخرج المجال من داخله، وعند تقويته يدمر حالة الموصلية الفائقة. هذا أول تأكيد موثوق على أن الموصلية الفائقة بالثقوب ممكنة في الكوبرات ذي الطبقات اللانهائية. الآن لدى الفيزيائيين ميدان تجارب نظيف: على هذه البنية البسيطة يمكن إعادة فحص الفرضيات القديمة — من المعدن الغريب إلى التناظر بين الإلكترونات والثقوب. وحتى النظر إلى النيكلات ذات الصلة، حيث اكتُشفت الموصلية الفائقة مؤخرًا أيضًا.

الروبيديوم، الذي ساعد في إطلاق الموصلية الفائقة، هو معدن طري ينصهر بحرارة راحة اليد. في الغشاء، يجلس داخل الشبكة البلورية ويتصرف بشكل مختلف تمامًا — كطوبة ثابتة تخلت عن إلكترون.

في رواية «العمى الكاذب» لبيتر واتس، تحتاج سفينة فضائية غريبة إلى الموصلات الفائقة لتعمل، لكنها هناك تعمل في درجة حرارة الغرفة — حلم لا يزال بعيد المنال.

العلماء
Wolfgang PauliLeo EsakiLudwig BoltzmannRudolf ClausiusFelix BlochSatyendra Nath Bose
المفاهيم
كوبرات قبة الموصلية الفائقة الموصلية الفائقة عند درجات حرارة عالية موصل فائق عالي الحرارة نيكيلات تشويب بالثقوب سلك فائق التوصيل نتريد النيوبيوم حلقة فائقة التوصيل كربيد السيليكون الموصلية الحرارية نيكل تبريد فائق هيليوم سائل صلابة الميوعة الفائقة نيتريد الألومنيوم تشويب أنبوب نانوي كربوني مرشح الميوعة الفائقة