Wetenschappers van UC San Diego en Brookhaven Laboratory in New York gingen op zoek naar supergeleidende materialen waar onderzoekers eerder weinig geluk hadden. Ze richten hun blik op een diverse populatie meteorieten, ze onderzochten de 15 stukjes kometen en asteroïden om "Mundrabilla" en "GRA 95205" te vinden - twee meteorieten met supergeleidende korrels.

Terwijl meteorieten - vanwege hun extreme oorsprong in de ruimte - onderzoekers een grote verscheidenheid aan materiële fasen bieden uit de oudste staten van het zonnestelsel, ze bieden ook detectie-uitdagingen vanwege de potentieel minieme meetbaarheid van de fasen. Het onderzoeksteam overwon deze uitdaging met behulp van een ultragevoelige meettechniek die magnetische veldgemoduleerde microgolfspectroscopie (MFMMS) wordt genoemd. Details van hun werk zijn gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ).

In hun krant UC San Diego-onderzoekers Mark Thiemens, Ivan Schuller en James Wampler, samen met Shaobo Cheng en Yimei Zhu van Brookhaven Lab, karakteriseren de fasen van de meteorieten als legeringen van lood, tin en indium (het zachtste niet-alkalimetaal). Ze zeggen dat hun bevindingen van invloed kunnen zijn op het begrip van verschillende astronomische omgevingen, opmerkend dat supergeleidende deeltjes in koude omgevingen de vorming van planeten kunnen beïnvloeden, vorm en oorsprong van magnetische velden, dynamo effecten, beweging van geladen deeltjes en meer.

"Natuurlijk voorkomende supergeleidende materialen zijn ongebruikelijk, maar ze zijn vooral belangrijk omdat deze materialen supergeleidend kunnen zijn in buitenaardse omgevingen, " zei Wampler, een postdoctoraal onderzoeker in de Schuller Nanoscience Group en de eerste auteur van het artikel.

Schuller, een vooraanstaande professor in de afdeling Natuurkunde met expertise in supergeleiding en neuromorfe informatica, begeleidde de methodologische technieken van de studie. Na het verminderen van de detectie-uitdaging met MFMMS, de onderzoekers verdeelden en maten individuele monsters, waardoor ze de korrels met de grootste supergeleidingsfractie kunnen isoleren. Volgende, het team karakteriseerde de korrels met een reeks wetenschappelijke technieken, waaronder vibrerende monstermagnetometrie (VSM), energiedispersieve röntgenspectroscopie (EDX) en numerieke methoden.

"Deze metingen en analyse identificeerden de waarschijnlijke fasen als legeringen van lood, indium en tin, ' zei Wampler.

Volgens Thiemens, een vooraanstaand hoogleraar scheikunde en biochemie, meteorieten met extreme vormingsomstandigheden zijn ideaal voor het observeren van exotische chemische soorten, zoals supergeleiders - materialen die elektriciteit geleiden of elektronen transporteren zonder weerstand. Hij merkte, echter, de uniciteit van supergeleidende materialen die voorkomen in deze buitenaardse [kleine] planeten.

"Mijn deel van het project was om te bepalen welke van de tienduizenden meteorieten van vele klassen een goede kandidaat was en om de relevantie voor planetaire processen te bespreken; een uit de ijzeren nikkelkern van een planeet, de andere uit het meer oppervlakkige deel dat zwaar is gebombardeerd en een van de eerste meteorieten was waar diamanten werden waargenomen, ', aldus Thiemens.

Volgens de kosmologische chemicus van wie een meteoriet is vernoemd - asteroïde 7004 Markthiemens - Mundrabilla is een ijzersulfide-rijke meteoriet uit een klasse die is gevormd na het smelten in asteroïde kernen en zeer langzaam afkoelt. GRA95205, anderzijds, is een ureiliet-meteoriet - een zeldzaam steenachtig stuk met een unieke minerale samenstelling - die tijdens zijn vorming zware schokken heeft ondergaan.

Volgens Schuller supergeleiding in natuurlijke monsters is uiterst ongebruikelijk.

"Natuurlijk verzamelde materialen zijn geen fasezuivere materialen. Zelfs het eenvoudigste supergeleidende mineraal, leiding, komt slechts zelden in zijn oorspronkelijke vorm voor, ’ legde Schuller uit.

De onderzoekers waren het erover eens dat ze slechts één eerder rapport van natuurlijke supergeleiding kenden, in de minerale covelliet; echter, omdat de supergeleidende fasen die ze in het PNAS-artikel rapporteren, bestaan ​​in twee van dergelijke ongelijke meteorieten, het bestaat waarschijnlijk in andere meteorieten.