Új áttörés a szupravezetésben: Megdöbbentő felfedezés, ami mindent megváltoztathat!
A közelmúltban fizikusok egy anyagban a szupravezetés egyik alapvető jellemzőjét mutatták ki jelentősen magasabb hőmérsékleten, mint amit korábban lehetségesnek tartottak. Miért olyan jelentős ez a felfedezés?
A Science Alert beszámolója szerint ez a felfedezés elektronpárosítást eredményez, amely hasonló a szupravezetőkben megfigyelthez, de olyan hőmérsékleten történik, ahol a szupravezetést eddig általában nem észlelték.
A szupravezetés egy különleges tulajdonság, amely bizonyos anyagokban jelentkezik, amikor az elektromos ellenállás teljesen megszűnik, és a mágneses mezők kiürülnek. Ezek az anyagok, amelyeket szupravezetőként ismerünk, egy adott kritikus hőmérséklet alatt mutatják ezt a jelenséget. A hagyományos vezetőkkel ellentétben, amelyek fokozatosan csökkentik ellenállásukat a hőmérséklet csökkentésével, a szupravezetők esetében az ellenállás hirtelen nullára esik, amint elérik a kritikus hőmérsékletet.
A szupravezetés jelenségét először 1911-ben Heike Kamerlingh Onnes fedezte fel. Ez a kvantummechanikai hatás hasonlóan működik, mint a ferromágnesesség vagy az atomi színképvonalak. A szupravezetés egyik legfontosabb jellemzője a Meissner-effektus, amely során a mágneses tér teljesen eltűnik a szupravezetőből, amikor az anyag szupravezető állapotba lép. Ez a jelenség rámutat arra, hogy a szupravezetés nem magyarázható meg teljes mértékben a klasszikus fizikai fogalmakkal, mint a tökéletes vezetőképesség.
A kép csak illusztráció / Forrás: Pixabay
A lehetetlen ami mégis lehetséges
A szóban forgó anyag amely meglepte a tudósokat egy rézalapú kristály, neodímium-cérium-réz-oxid (Nd₂-xCeₓCuO₄). Bár nem ér el szupravezetést magasabb hőmérsékleten, az a képessége, hogy akár -133,15 Celsius-fokon is képes elektronpárokat képezni, ígéretes nyomokat ad arra, hogy hogyan lehetne elérni a magasabb hőmérsékletű szupravezetést.
Hagyományos szupravezetők esetében az elektronpárosítás az anyag rezgésein keresztül történik, ami körülbelül -248,15 Celsius-fokon lehetővé teszi a nulla ellenállású áramlást. A vizsgált anyaghoz hasonló kuprátok magasabb hőmérsékleten (akár -143,15 Celsius-fokig) is szupravezetést mutatnak, de az elektronpárosodás pontos mechanizmusa ezekben az anyagokban még mindig nem tisztázott.
A megfigyelt jelenség arra utal, hogy az elektronpárok képesek kialakulni olyan magasabb hőmérsékleten, mint amit korábban ismertünk, még ha a szupravezetés teljes mértékben nem is valósult meg. Ez a felfedezés új lehetőségeket nyithat a szobahőmérsékleten működő szupravezetők kifejlesztéséhez, ami jelentősen javíthatja az energiahatékonyságot és forradalmasíthatja a technológiai alkalmazásokat.
A kép csak illusztráció / Forrás: Pixabay
A szupravezetés jövője
Az ígéretes felfedezés ellenére a szupravezetés elérése környezeti hőmérsékleten továbbra is kihívást jelent. A korábbi áttörések nem hozták a várt eredményeket, így a fejlődés valószínűleg fokozatos lesz. A Stanford Egyetem kutatói és más tudósok további vizsgálatokat és kísérleteket terveznek annak érdekében, hogy jobban megértsék ezeket az anyagokat, és esetleg fokozzák a szupravezetést.
A legújabb eredmények új utakat nyitnak a magas hőmérsékletű szupravezetők kutatásában. Az elektronpárosítási rés és ezen anyagok viselkedésének alapos tanulmányozásával a kutatók remélik, hogy közelebb kerülnek a gyakorlati szupravezetők megvalósításához, amelyek jelentős hatást gyakorolhatnak a technológiára és az energiahatékonyságra.
Az eredeti tanulmány megtekinthető ezen a linken.
Ez is érdekelhet:
