Jak stworzyć nadprzewodniki, które działają w temperaturze pokojowej?

Gorączka związana z nadprzewodnictwem już dawno opadła. Wielkie nadzieje naukowców i producentów elektroniki zostały, dosłownie i w przenośni, zamrożone - nadprzewodniki działają tylko w bardzo niskich temperaturach. Ale jest nadzieja na przełom!

Nadprzewodnik ma dwie cechy, które otwierają przed nami świat niezwykłych możliwości. Pierwsza z nich to zerowa rezystancja elektryczna - oznacza to możliwość konstruowania nieskończenie długich linii przesyłowych, transportujących energię bez żadnych strat. Druga cecha to wypychanie z siebie pola magnetycznego (efekt Meissnera w nadprzewodnikach pierwszego rodzaju). Potencjalne zastosowanie tej właściwości to lewitujące przedmioty, pojazdy etc. Aha, fizyka klasyczna nie radzi sobie z wyjaśnieniem fenomenu nadprzewodnictwa. Dopiero fizyka kwantowa może podjąć się wytłumaczenia tego zjawiska.

Jeden jedyny problem to temperatura. Nadprzewodniki są nadprzewodnie tylko poniżej specyficznych temperatur, najczęściej w okolicy zera absolutnego. Temat nadprzewodników wysokotemperaturowych na razie sprawia zbyt wiele problemów, by można było cokolwiek ustalić ze 100% pewnością.

Z pomocą przychodzą synchrotrony - akceleratory cykliczne, w których cząstki przyspieszane są za pomocą pola elektrycznego. Międzynarodowy zespół składający się z naukowców Canadian Light Source, University of Waterloo oraz University of British Columbia dokonał przełomu w badaniach nadprzewodników, korzystając z pomocy aż 4 synchrotronów. W ich wnętrzu badano strukturę i właściwości fizykochemiczne nadprzewodników.

Badania wykazały, że "niestabilność fali gęstości ładunku" wybranego materiału może prowadzić do opracowania nadprzewodnika wysokotemperaturowego. Fala gęstości ładunku (CDW) jest cechą kwantową. Dzięki temu odkryciu można rozpocząć projektowanie materiałów, które będą bezstratnie przewodzić energię w temperaturach pokojowych.

Źródło: Phys.org