Šviesa medžiagą pavertė superlaidininku

Primary tabs

Po šimto metų, kai pirmą kartą buvo stebėtas superlaidumas 1911 metais, grupė mokslininkų iš Oksfordo, Vokietijos ir Japonijos užregistravo superlaidumą medžiagoje po to, kai apšvietė ją galingu lazerio spinduliu.

„Mes panaudojome šviesą, kad paversti įprastą ne laidininką į superlaidininką“, - pasakė profesorius Andreja Kavaleris (Andrea Cavalleri) iš Oksfordo Universiteto Fizikos Departamento bei Makso Planko Departamento Struktūrinei Dinamikai (Hamburgas). „Tai jau labai įdomu ta prasme, ką šis eksperimentas mums sako apie tokio tipo medžiagas. Kitas klausimas yra, ar mes galime tą patį padaryti prie aukštesnių temperatūrų.“

Junginys, kuris buvo panaudotas eksperimente yra glaudžiai susijęs su vario oksido superlaidininkais. Šioje medžiagoje elektronų ir atomų išsidėstymas yra toks, kad trukdo elektronų srovei tekėti.

Science žurnale jie aprašo, ant kiek stiprus infraraudonojo lazerio spindulys buvo panaudotas tam, kad sutrikdyti kai kurių atomų išsidėstymą junginyje. Bandomoji medžiaga buvo laikoma prie dvidešimties laipsnių temperatūros virš absoliutaus nulio ir, beveik iš karto tapo superlaidininku sekundės daliai, prieš grįžtant į normalią būseną.

Superlaidumu vadinamas efektas, kai elektros srovė gali tekėti per medžiagą be pasipriešinimo. Tokia medžiaga yra tobulas elektros srovės laidininkas, t. y. srovei tekant nėra energijos nuostolių.

Aukštatemperatūrinis superlaidumas stebimas medžiagose, sudarytose iš vario oksido sluoksnių. Tačiau superlaidumas pasireiškia iki -170° C temperatūros. Tai sudėtingi junginiai, kur elektronų ir atomų tarpusavio sąveika, manoma, išdėsto elektronus būsenoje taip, kad elektronai juda per medžiagą be pasipriešinimo, t. y. varžos.

„Mes parodėme, kad superlaidinė ir nepasižyminti tokiomis savybėmis medžiagos būsenos nelabai skiriasi nagrinėtoje medžiagoje. Ir reikia tik akimirkos, kad priversti elektronus judėti sinchroniškai ir medžiagai pavirsti superlaidininku“, - pasakė profesorius Kavaleris. „Tai reiškia, kad elektronai jau buvo sinchronizuoti dar prieš paveikiant šviesa ne superlaidinę medžiagos būseną, bet kažkas jiems trukdė judėti be varžos. Tiksliai suderintas lazerio spindulys pašalino šį trukdį ir atidarė superlaidinę bandomosios medžiagos būseną.“

Šis pasiekimas siūlo naujus superlaidininkų tyrimo metodus. Mokslininkai tikisi, kad tai atvers naujus kelius kuriant aukštatemperatūrinius superlaidininkus. Jei būtų sukurti superlaidininkai, kurie veikia prie kambario temperatūros, tai atvertų galimybes įvairiems technologiniams taikymams.

„Manoma, kad superlaidumą galima pasiekti ir prie aukštesnių temperatūrų, tik kažkokia konkuruojanti jėga medžiagoje trukdo tai padaryti“, - pasakė profesorius Kavaleris. „Mes privalome gerai išnagrinėti šią idėją ir pažiūrėti, ar sugebėsime šią konkuruojančią jėgą užgesinti, kad gauti superlaidumą prie aukštesnių temperatūrų. Tai verta pabandyti!“

Facebook komentarai: