Prima pagină Stiinta

Un cu totul nou tip de superconductivitate a fost descoperit. ''Nimeni nu credea că poate fi posibil în materialele solide''

Alexandru Voiculescu 04.12.2018 | ● Vizualizări: 1598
Credit: Emily Edwards, University of Maryland     + zoom
Galerie foto (1)

Un grup de cercetători de la Universitatea Maryland din Statele Unite au observat un nou tip de superconductivitate atunci când au testat un material exotic la temperaturi extrem de mici.

De asemenea, nu doar că superconductivitatea apare într-un material neobişnuit, fenomenul pare să se bazeze pe interacţiuni între electroni care sunt profund diferite de ce s-a văzut până acum, ceea ce înseamnă şi că cercetătorii nu cunosc pe deplin potenţialul fenomenului, scrie Science Alert.

Superconductivitatea este un fenomen care a atras atenţia fizicienilor şi inginerilor pentru că indică o proprietate a unui anumit material de a transporta electricitate fără pierderi, adică electronii se pot deplasa lin, fără să se lovească de atomi aşa cum se întâmplă în circuitele normale. Până acum, o astfel de tehnologie nu a putut fi aplicată la scară mare, fiind nevoie de echipament scump şi greu pentru a ţine superconductorii reci.

Noul studiu, deşi implică aceleaşi temperaturi scăzute, deschide o nouă cale de abordare a superconductivităţii. În superconductoarele normale (cele de până acum), electronii au un spin de 1/2; dar în acest material, cunoscut ca YPtBi, echipa a găsit că electronii par să aibă un spin de 3/2.



„Nimeni nu credea că este posibil în materialele solide”, a explicat Johnpierre Paglione, autorul principal al studiului. „Stările de spin mare în atomii individuali sunt posibile dar odată ce ai pus atomii împreună într-un solid, aceste stări dispar şi rămâne spinul de 1/2”.

Mai mult decât atât, YPtBi a fost prima dată descoperit ca fiind superconductor acum mai mulţi ani, iar aceasta a fost în sine o surpriză, pentru că materialul nu se potriveşte cu setul de criterii de bază pe care un superconductor ar trebui să-l îndeplinească, precum să fie un conductor relativ bun, cu mulţi electroni mobili - acestea la temperaturi normale.

Conform teoriei convenţionale, YPtBi ar fi avut nevoie de o mie de ori mai mulţi electroni mobili pentru a deveni superconductor la temperaturi de sub 0,8 grade Kelvin; dar atunci când savanţii au răcit materialul, au observat că superconductivitatea are oricum loc.

Pentru a vedea ce se întâmplă, ultimul studiu a avut în vedere observarea modului de interacţionare a materialului cu câmpurile magnetice. De obicei, atunci când un material trece prin tranziţia spre un superconductor, va încerca să respingă orice câmp magnetic adăugat la suprafaţa sa - dar un câmp magnetic tot poate pătrunde, înainte să se dezintegreze. Cât de departe pătrunde depinde de natura perechilor de electroni din material.

Astfel, au găsit că pe măsură ce materialul se încălzea de la aproape zero absolut, cantitatea de material penetrat de câmpul magnetic creştea liniar în loc de exponenţial, aşa cum se aşteptau. După o serie de calcule şi măsurători, cercetătorii au ajuns la concluzia că cea mai bună explicaţie pentru fenomen era că electronii au un spin mai mare - ceva ce nici nu a fost considerată o posibilitate în superconductori.

Deşi acest nou tip de superconductivitate are încă nevoie de temperaturi incredibil de scăzute, descoperirea oferă domeniului de cercetare o nouă direcţie.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Computerele cuantice pot deveni ceva obişnuit cu ajutorul unui superconductor neconvenţional care are în componenţă ''particula îngerului''

Savanţii au mai găsit o proprietate a grafenului care poate revoluţiona dispozitivele electronice

Cercetătorii au descoperit o nouă stare a materiei

Superconductivitatea grafenului ar putea revoluţiona viitorul electronicelor