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)
G-vlnový supravodič. 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 Sr2RuO4.

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.

Pošli nám TIP na článok



Vesmír a veda