Doteraz tvrdili, že je to nemožné. Nový supravodič funguje aj pri prekvapivo vysokej teplote

Vedcom sa podarilo spozorovať niečo, čo si mysleli, že je nemožné. Rozhodujúcu vlastnosť supravodivosti totiž spozorovali pri oveľa vyšších teplotách, ako zvyčajne. Presnejšie fyzici zo Stanfordovej univerzity v novej štúdii publikovanej v žurnále Science pozorovali tvorbu elektrónových párov, čo je základným predpokladom supravodivosti, v materiáli pri oveľa vyšších teplotách, než doteraz považovali za možné. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Prechod prúdu bez odporu

Supravodivosť je jav z kvantovej mechaniky, pri ktorom materiál schladený pod svoju kritickú teplotu dokáže viesť elektrický prúd bez odporu. Tento jav bol už pozorovaný v rôznych materiáloch, no s obmedzením, že k nemu dochádza len pri teplotách blízkych absolútnej nule, alebo pri vyšších teplotách s využitím enormného tlaku. Takéto podmienky však značne obmedzujú praktické využitie supravodičov v reálnom svete.

University of Rochester photo / J. Adam Fenster

Tím vedcov v novej štúdii skúmal špeciálny typ materiálu, nazývaný neodym-cer-oxid medi (Nd2−xCexCuO4), ktorý patrí medzi tzv. kupráty (oxidy medi). Kupráty sú známe tým, že dokážu vykazovať supravodivé vlastnosti pri relatívne vyšších teplotách v porovnaní s bežnými supravodičmi. Tieto materiály už v minulosti preukázali supravodivosť  pri teplotách -143 °C.

Niečo tomu chýba

Keď tím študoval Nd2−xCexCuO4, zistil, že pri nízkych teplotách sa kryštál stáva supravodivým, ale pri zvýšení teploty jeho supravodivé vlastnosti klesajú. Prekvapivé bolo, že elektróny v tomto materiáli vytvárali páry aj pri teplotách do -133 °C, čo je výrazne nad teplotou, pri ktorej dochádza k prechodu do stavu supravodivosti.

„Elektrónové páry nám hovoria, že sú pripravené byť supravodivé, ale niečo im v tom bráni,“ hovorí fyzik Ke-Jun Xu zo Stanfordskej univerzity. „Ak dokážeme nájsť novú metódu na synchronizáciu párov, mohli by sme to použiť na prípadné budovanie supravodičov s vyššou teplotou.“

Cornell University

Inak povedané, na to, aby mohlo dôjsť k supravodivosti musia elektróny vytvoriť tzv. Cooperove páry. Tieto páry umožňujú elektrónom plynulo prechádzať cez materiál bez odporu. Hoci elektróny v Nd2−xCexCuO4 pri vyšších teplotách neprechádzali úplne bez odporu, samotné pozorovanie tvorby Cooperových párov naznačuje potenciálnu cestu k supravodičom pracujúcim pri vyšších teplotách.

Aj keď zatiaľ vedci nevedia vôbec určiť, prečo sa elektróny spájajú pri takýchto teplotách, ich objav otvára nové možnosti pre výskum a vývoj supravodičov. Ak by totiž dokázali vytvoriť supravodiče, ktoré fungujú pri izbových teplotách, znamenalo by to revolúciu v mnohých oblastiach. Hoci cesta k supravodivosti pri izbových teplotách bude ešte dlhá, tento objav predstavuje dôležitý krok smerom k tomuto cieľu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky