Prelomový objav je na stole: Nový druh supravodiča zmení naše chápanie supravodivosti

Vedci vo svojej štúdii publikovanej v žurnále Nature Physics predstavujú úplne nový typ supravodiča, ktorý dokáže zmeniť súčasné chápanie supravodivosti. V prípade, že tím vedcov dokáže tento supravodič uplatniť aj pri vyšších teplotách, objav sa stane dôležitým míľnikom na ceste k bezstratovému vedeniu elektrickej energie, na tému upozornil portál Sciencealert.

Supravodivosť je jav z kvantovej mechaniky, pri ktorom materiál schladený pod svoju kritickú teplotu dokáže viesť elektrický prúd bez odporu.

Príčinou supravodivosti je tzv. Cooperov pár, ktorý predstavuje dvojicu elektrónov, ktoré sú v kovoch pri nízkych teplotách vzájomne previazané prostredníctvom kmitov kryštálovej mriežky. O tom, ako sa tento jav využíva v kvantových počítačoch, si môžeš prečítať v tomto článku.

Spin-singletové supravodiče

Doposiaľ boli takmer všetky supravodiče boli prezentované ako „spin-singletové“ typy, ktoré sa skladajú z Cooperových párov. Rozlišovali sme tiež, či sa jedná o typ supravodivosti s d-vlnou alebo s-vlnou, dodáva portál Phys.

Zobraziť celú galériu (2)

Cornell University

Supravodiče s-vlnou predstavujú skupinu konvenčných supravodičov ako napríklad olovo alebo ortuť, v ktorých Cooperové páry elektrónov smerujú priamo na seba a vzájomne rušia svoj moment hybnosti.

D-vlnové supravodiče sú novšia trieda supravodičov, v ktorých moment hybnosti Cooperového páru je vyjadrený hodnotou 2.

Nový typ supravodiču, o ktorom vedci ani len netušili

Už viac než dve desaťročia vedci teoretizujú aj o ďalšom type supravodivosti, ktorý by presne zapadol medzi tieto dva „spin-singletové“ stavy. Uvažovali najmä o supravodiči s p-vlnou, v ktorej má Cooperov pár elektrónov rovnaký smer rotácie, čím sa vytvára uhlovú hybnosť 1, čiže hodnota medzi s-vlnou a d-vlnou.

Horúcim kandidátom na p-vlnový supravodič je chemická zlúčenina stroncia a ruténia s názvom Sr₂RuO_4.

Overiť, či Sr₂RuO₄ môže byť p-vlnový supravodič, sa rozhodli vedci z Cornellovej univerzity, pričom vo svojom výskume dospeli k nečakanému a prevratnému záveru. Tím vedcov totiž pri študovaní tejto zlúčeniny zistil, že nepatrí ani do jedného z uvedených typov supravodičov, ale je celkom novým typom, ktorý nazvali g-vlnový supravodič.

Prostredníctvom rezonančnej ultrazvukovej spektroskopie zistili, že Sr₂RuO₄ je dvojzložkový supravodič, čo znamená, že spôsob, akým sa elektróny viažu do páru, je taký zložitý, že ho nemožno vyjadriť jedným číslom.

Toto zistenie poukazuje na to, že Sr₂RuO₄ nemôže byť žiadnym z uvedených typov supravodičov, ale predstavuje nový neobjavený typ vlny s momentom hybnosti s hodnotou 4. Podľa vedcov ide o veľmi zvláštny jav, ktorý ešte nikto nikdy nevidel a ani len nepredpokladal, že Sr₂RuO₄ môže byt g-vlnovým supravodičom.

Najbližším cieľom vedcov, ktorí realizovali túto štúdiu, je lepšie a podrobnejšie preskúmať zlúčeninu Sr₂RuO₄ a zároveň objaviť materiály, ktoré môžu predstavovať p-vlnové supravodiče.

Čítajte viac z kategórie: Novinky