Wielki przełom w nadprzewodnictwie

Międzynarodowy zespół fizyków pod kierownictwem naukowców z kanadyjskiego Université de Sherbrooke dokonał właśnie sporego przełomu mierząc po raz pierwszy krytyczne pole magnetyczne w miedzianach - a więc bardzo obiecujących nadprzewodnikach - co w efekcie może umożliwić odnalezienie świętego Graala w tej dziedzinie - nadprzewodnika działającego w temperaturze pokojowej.

Nadprzewodniki to materiały, które osiągają zerową rezystancję umożliwiając w pełni swobodny przepływ elektronów, lecz dzieje się to dopiero po przekroczeniu temperatury krytycznej. Szersze zastosowanie tych materiałów uniemożliwia fakt, że temperatura ta w większości nadprzewodników wynosi niewiele powyżej zera bezwzględnego. Gdyby jednak udało się odnaleźć materiał posiadający takie właściwości w temperaturze pokojowej moglibyśmy wejść w zupełnie nową erę elektroniki.

Jednymi z najbardziej obiecujących materiałów tego typu są tlenki miedzi, które obecnie i tak wchodzą w stan nadprzewodnictwa w najwyższej temperaturze - około -150 stopni Celsjusza - dlatego, zdaniem naukowców, mogą one skrywać sekret całego zjawiska nadprzewodnictwa.

Inną z kluczowych właściwości nadprzewodników jest wartość tzw. krytycznego pola magnetycznego - a więc pola, które może całkowicie zniwelować efekt nadprzewodnictwa, nawet przy osiągnięciu temperatury zbliżonej do zera bezwzględnego. Aby je zmierzyć w tlenkach miedzi postanowiono zmierzyć ich współczynnik przewodnictwa ciepła w bardzo silnym polu magnetycznym. I mówimy tu o wartościach przekraczających milion razy siłę magnetycznego pola Ziemi.

Eksperyment zakończył się pełnym sukcesem - fizykom udało się zidentyfikować wartość krytycznego pola magnetycznego miedzianów co pozwoliło na poznanie jednego z mechanizmów ograniczających temperaturę krytyczną tych materiałów. A chodzi tu o zagęszczenie elektronów, okazało się bowiem, że po przekroczeniu pewnej ich granicy zaczyna zaczyna spadać także temperatura krytyczna.

W ten sposób udało się wyeliminować konkurujące ze sobą teorie dotyczące zjawiska nadprzewodnictwa i ustalono jedną właściwą. A teraz - dzięki temu odkryciu - być może uda się w końcu stworzyć nadprzewodnik działający w temperaturze pokojowej.

Źródła: ,