Odkryto zupełnie nowy rodzaj nadprzewodnictwa

Grupa naukowa z Japonii eksperymentalnie zarejestrowała płynne przejście między dwoma różnymi typami nadprzewodnictwa, które wcześniej uznano za całkowicie niekompatybilne. Ta faza przejściowa to nieznany wcześniej rodzaj nadprzewodnictwa.

Jak odkryto nowy stan nadprzewodnictwa

Efekt nadprzewodnictwa przejawia się w materiałach, które wcześniej były poddawane ekstremalnemu chłodzeniu. W tym stanie przewodniki mają zerową rezystancję, co pozwala na przesyłanie energii elektrycznej bez żadnych strat.

Przed odkryciem japońskich naukowców istniały dwa rodzaje nadprzewodnictwa, które nadal uważano za całkowicie niezależne od siebie, a mianowicie:

Pierwszym wariantem nadprzewodnictwa jest tak zwany stan Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS). W przypadku tego typu atomy wewnątrz przewodnika są maksymalnie spowalniane i układają się w łańcuch, co umożliwia przepływ elektronów bez strat.

Drugim wariantem nadprzewodnictwa jest tak zwany kondensat Bosego-Einsteina (BEC). Jest to tak zwany piąty stan skupienia materii, który powstaje, gdy ochłodzone atomy prawie całkowicie przestają się poruszać.

Jako kierownik pracy naukowej K. Okazakiego (profesora nadzwyczajnego Instytutu Fizyki Ciała Stałego) udało się doświadczalnie obserwować kondensat Bosego-Einsteina, absolutnie nowy stan materii i jej wyjątkowość polega na tym, że stan ten nie jest spowodowany cząstkami, ale fale.

Tak więc, gdy stopniowo stygnie prawie do zera absolutnego, cząsteczki wydają się „rozmywać” w przestrzeni. Co więcej, proces ten nabiera tempa, aż atomy, które stają się bardziej podobne do fal, nie nakładają się na siebie tak, że są praktycznie nie do odróżnienia.

Jednocześnie utworzona w ten sposób materia wykazuje nowe właściwości nadprzewodnictwa.

Właściwości te zaczęły się objawiać w serii regularnych eksperymentów, kiedy naukowcy zaczęli chłodzić materiał stworzony na bazie takich metali jak żelazo i selen.

A dzięki zastosowaniu superczułego sprzętu i specjalnego algorytmu udało się uchwycić wszystkie fazy przejścia od BCS do KBE i aby ustalić, że rozważane dwa reżimy są po prostu różnymi przejawami pojedynczego zjawiska nadprzewodnictwa, a nie jego różnymi formami, jak był rozważany wcześniej.

Wyniki prac naukowcy podzielili się na łamach czasopisma Postęp naukowy.

Co daje to wyjątkowe odkrycie

Badania naukowe i odkrycie zupełnie nowego typu nadprzewodnictwa BEC to tylko jeden z etapów na drodze do powstania ogólnej (globalnej) teorii nadprzewodnictwa.

Przecież jego rozwój pozwoli w przyszłości tworzyć nadprzewodniki w bardziej akceptowalnych temperaturach.

Jeśli podobał Ci się materiał, podnieś kciuki i zasubskrybuj. Dziękuję za uwagę!