كيف كسر إخماد الضغط الرقم القياسي للموصل الفائق

في تطور ملحوظ وإيجابي¹ لعلوم المواد، حطم الباحثون في جامعة هيوستن (UoH) رقمًا قياسيًا طويل الأمد في مجال الموصلية الفائقة. في 19 مارس 2026، أعلن الفريق بقيادة الفيزيائيين تشينغ-وو تشو وليانغزي دينغ² أنهم حققوا الموصلية الفائقة عند درجة حرارة قياسية بلغت 151 كلفن (-122°C) تحت ضغط جوي عادي. هذا الإنجاز ليس مجرد علامة عددية؛ بل يمثل تحولًا أساسيًا في طريقة تعامل العلماء مع “الكأس المقدسة” للفيزياء: السعي إلى صفر مقاومة كهربائية عند درجة حرارة الغرفة وظروف الضغط الجوي العادية.

من خلال استخدام تقنية متقدمة تُعرف باسم إخماد الضغط—وهي عملية مشابهة لتلك المستخدمة في إنشاء الألماس الصناعي—تمكن الفريق من “تثبيت” الحالات الإلكترونية ذات الضغط العالي التي عادةً ما تختفي فور تحرير الضغط. هذا الاختراق يقربنا بشكل كبير من التقدم في الموصلية الفائقة المطلوب لإشعال ثورة تكنولوجية جديدة، قد تحول كل شيء من شبكات الطاقة العالمية إلى كفاءة مراكز البيانات الحديثة.

لفهم سبب أهمية ذلك، انظر إلى السياق التاريخي للمادة المستخدمة: مادة كوبريتية قائمة على الزئبق تُعرف باسم Hg1223. منذ عام 1993، احتفظت هذه المادة بالرقم القياسي للضغط الجوي عند 133 كلفن (-140°C). قدرة فريق هيوستن على رفع هذا الحد بمقدار 18 كلفن تُظهر أن حدود المواد المعروفة لم تُستَنفَد بعد. هذا النهج غير التقليدي يُشبه اكتشافات حديثة أخرى، مثل أبحاث جرافين الزاوية السحرية في MIT، التي تُعيد أيضًا تعديل الهياكل الذرية لإحداث حالات صفر مقاومة حيث كانت تبدو مستحيلة سابقًا.

آليات المقاومة الصفرية والضغط الجوي

تعتمد الموصلية الفائقة على تكوين أزواج إلكترونية هشة يمكنها التحرك عبر الشبكة دون الاصطدام بالذرات، مما يخلق حرارة وفقدانًا للطاقة. عادةً ما تكسر الحرارة أو “الاهتزازات” هذه الأزواج. بينما يمكن للضغط الهائل أن يضغط الذرات أقرب لبعضها لتقوية هذه الأزواج، فإن الحالة تُفقد تقريبًا دائمًا فور إزالة الضغط. نجاح جامعة هيوستن في الحفاظ على هذه الخصائص تحت ضغط جوي عادي يزيل أحد أكبر العوائق أمام التسويق التجاري: الحاجة إلى خلايا ماسية ضخمة ومكلفة للحفاظ على المادة فعّالة.

يأتي هذا التطور في وقت تستكشف فيه المجتمع العلمي مجموعة واسعة من الموصلات الفائقة “غير التقليدية”. بينما كان العالم مأخوذًا لفترة وجيزة بادعاءات موصل LK-99 ، توفر الأبحاث الحالية على Hg1223 مسارًا قابلًا للتكرار ومراجعة الأقران للمضي قدمًا. علاوة على ذلك، فإن اكتشاف آليات جديدة، مثل الموصلية الفائقة في طبقة مزدوجة ملتوية من WSe2، يشير إلى أننا ندخل عصرًا يمكن فيه هندسة المواد بدقة لبيئات إلكترونية محددة.

التحول نحو الأنظمة العملية

إن الانتقال إلى التشغيل تحت ضغط جوي عادي يُغيّر قواعد اللعبة للبحث والتطوير الصناعي. عندما تكون المادة مستقرة تحت الظروف العادية، يمكن دراستها وتصنيعها باستخدام أدوات مختبرية قياسية بدلاً من المعدات المتخصصة ذات الضغط العالي. هذا التسريع في حلقة التغذية الراجعة بين الاكتشاف والتطبيق ضروري لإنشاء الجيل التالي من الأجهزة ذات الكفاءة الطاقية العالية. نشهد اتجاهًا موازًا في البحث عن موصلات فائقة عالية الحرارة خالية من النحاس، حيث الهدف هو العثور على مواد أكثر وفرة وأسهل في المعالجة لا تتطلب بيئات قصوى.

سجل إنجاز موصلية فائقة: الجدول الزمني الأخير

بداية 2026

بدأ فريق جامعة هيوستن تجربة Hg1223، مع التركيز على الفرضية القائلة بأن الهياكل الإلكترونية الناجمة عن الضغط يمكن “إخمادها” إلى حالة مستقرة جزئيًا عند ضغط الغرفة.

فبراير 2026

أظهرت الاختبارات الأولية التي استخدمت تبريد بالنيتروجين السائل مع إخماد الضغط نتائج واعدة، مما يدل على أن درجة حرارة الانتقال (Tc) تظل مرتفعة حتى بعد إزالة الضغط.

12 مارس 2026

أكد الباحثون درجة انتقال قياسية جديدة تبلغ 151 كلفن (-122°C) تحت ضغط جوي عادي. هذا يغلق الفجوة نحو درجة حرارة الغرفة بمقدار 18 درجة أخرى، مما يترك هدفًا متبقٍ يبلغ تقريبًا 140°C لتشغيل حقيقي عند درجة حرارة الغرفة.

19 مارس 2026

نُشرت النتائج، موضحةً تسلسل إخماد الضغط كمسار قابل للتطبيق لتثبيت مراحل عالية الحرارة الانتقالية (high‑Tc) في الكوبريتات وغيرها من الأكاسيد المعقدة.

التأثير على الحوسبة الكمومية والطاقة

التداعيات على قطاع التكنولوجيا قد تكون عميقة. في عالم الحوسبة الكمومية، يؤدي البحث عن كيوبيتات مستقرة غالبًا إلى مواد غريبة مثل الموصل الفائق الثلاثي Nbre، الذي يمكنه التعامل مع المجالات المغناطيسية بشكل أكثر صلابة. مع تقدم الموصلية الفائقة نحو درجات حرارة أعلى وضغوط أقل، يمكن تبسيط أنظمة التبريد المطلوبة لمعالجات الكم—التي هي حاليًا “مبردات تخفيف” ضخمة ومكلفة بملايين الدولارات—بشكل كبير.

بعيدًا عن الحوسبة، يحقق قطاع الطاقة أكبر الفوائد. يُفقد تقريبًا 5% إلى 10% من جميع الكهرباء المولدة كحرارة أثناء النقل عبر أسلاك النحاس. الكابلات الفائقة التي تعمل عند -122°C، رغم حاجتها للتبريد، أكثر كفاءة بكثير وأسهل صيانة من تلك التي تتطلب درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق. يوفر هذا الاختراق خارطة طريق لـ “الشبكات الفائقة” القادرة على نقل كميات هائلة من الطاقة المتجددة عبر القارات مع فقدان شبه صفر.

مقارنة أداء الموصلية الفائقة

إمكانات الاستثمار في الموصلية الفائقة

بالنسبة للمستثمرين، يمثل سوق الموصلية الفائقة فرصة “جديدة” كلاسيكية. بينما لا يزال الفارق 140 درجة بيننا وعالم الإلكترونيات عند درجة حرارة الغرفة، فإن الانتقال إلى الضغط الجوي هو الإشارة الحاسمة أن التكنولوجيا تنتقل من النظرية البحتة إلى الهندسة التطبيقية. الشركات العاملة في مجال التبريد المتقدم، والسيراميك المتخصص، وتصوير الرنين المغناطيسي (MRI) هي المستفيدون الرئيسيون من هذه درجات الحرارة القياسية العالية.

القيمة الحقيقية، مع ذلك، تكمن في الشركات التي يمكنها بنجاح الحصول على براءات اختراع وتوسيع تقنيات التثبيت مثل إخماد الضغط. مع تزايد صلابة هذه المواد، نتوقع حدوث طفرة في “الموصل الفائق كخدمة” لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، التي تكافح حاليًا مع إنتاج حرارة هائل واستهلاك طاقة كبير. المستثمرون الذين يركزون على الاستراتيجية ينظرون بشكل متزايد إلى قطاع علوم المواد كالعقبة الرئيسية التالية للثورة الذكاء الاصطناعي. إذا كان بإمكان الحاسوب العمل بدون مقاومة، فإن الطاقة لكل عملية حسابية تنخفض بأوامر حجمية، مما يجعل الأجهزة الحالية تبدو كآلات بخارية بالمقارنة.

في النهاية، يثبت عمل جامعة هيوستن أننا لا نحتاج بالضرورة إلى مواد “معجزة” جديدة لتحقيق التقدم؛ يمكننا غالبًا استخراج الإمكانات المخفية للمواد القائمة من خلال هندسة ذكية. مع استمرار تقليص الفجوة إلى درجة حرارة الغرفة، يصبح الخط الفاصل بين “الخيال العلمي” و”الواقع الصناعي” أكثر غموضًا.

تسليط الضوء: American Superconductor (AMSC)

تجاوزت AMSC مرحلة “البحث والتطوير” وتقوم حاليًا بنشر سلك Amperium المملوك لها—وهو مادة HTS من الجيل الثاني—في تطبيقات الشبكات البحرية والعالمية. عملها ذو صلة خاصة بارتفاع طلب مراكز البيانات، حيث تتطلب أحمال الذكاء الاصطناعي كثافة طاقة غير مسبوقة، وتواجه البنية التحتية التقليدية القائمة على النحاس حدًا ماديًا. يمكن لكابلات AMSC الفائقة نقل ما يصل إلى 10 أضعاف طاقة الكابلات التقليدية في نفس المساحة الفيزيائية، مما يقدم حلاً لـ “عنق الزجاجة الطاقي” الذي يواجه قطاع التكنولوجيا حاليًا.

علاوة على ذلك، حصلت الشركة على عقود مهمة مع البحرية الأمريكية لأنظمة حماية السفن وتعد لاعبًا رئيسيًا في مشاريع مرونة الشبكات. بالنسبة للمستثمرين، تمثل AMSC “استثمارًا نقيًا” في الانتقال من الإنجازات المختبرية إلى النشر على نطاق صناعي. مع تقدم اختراقات مثل تقنية إخماد الضغط نحو خطوط التجميع، فإن الشركات مثل AMSC هي الأكثر احتمالًا لتكامل هذه المراحل المستقرة وعالية الحرارة في الجيل التالي من الشبكات الكهربائية محايدة الكربون والعتاد العسكري عالي الكفاءة.

أحدث أخبار أسهم American Superconductor (AMSC)

المراجع:

^{1. تشو، س. و.، & دينغ، ل. (2026). تحقيق موصلية فائقة ذات درجة حرارة قياسية عالية في HgBa2Ca2Cu3O8+δ تحت ضغط جوي عادي عبر إخماد الضغط. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS). https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.25361781232. جامعة هيوستن. (2026، 10 مارس). الفيزيائيون يحققون موصلية فائقة ذات درجة حرارة قياسية عالية تحت ضغط جوي. تم الاسترجاع من https://www.uh.edu/news-events/stories/2026/march/03102026-ambient-pressure-superconductivity-record.php}