Ново свръхпроводимо състояние: Откритие, което може завинаги да промени технологиите
Досега материалите можеха да доближат свръхпроводимост единствено при температури, близки до безспорната нула, само че откривателите не са изгубили вяра, че един ден ще открият високотемпературни свръхпроводници. Смята се, че появяването им ще открие изцяло нови благоприятни условия в области като квантовите компютри, енергетиката и медицинските технологии. Новото положение на свръхпроводимост, намерено от екип учени от Съединени американски щати, е значима стъпка в тази посока.
Свръхпроводимостта е квантово физическо положение, при което металът е в положение съвършено да организира електричеството, без никакво противодействие. В всекидневието го използваме, когато се подлагаме на проучване в уред за ядрено-магнитен резонанс.
В елементарните метали обособените електрони се сблъскват с йоните, до момента в който се движат през решетъчната конструкция на метала от противоположно заредени йони. При всеки конфликт електроните губят сила, което усилва електрическото противодействие. В свръхпроводниците обаче електроните взаимодействат между тях и могат да образуват така наречен двойки на Купър, написа Phys.
Докато електроните остават в избран релативно дребен диапазон от енергийни равнища, прочут като енергийна празнота, електроните остават в двойка и не губят сила при конфликтите. Именно в границите на тази релативно дребна енергийна празнота поражда свръхпроводимостта. Обикновено енергийната разлика на свръхпроводника в даден материал е идентична на всички места. Но от 60-те години на предишния век учените стартират да допускат, че енергийната разлика в някои свръхпроводящи материали може да е нехомогенна: в някои области е по-силна, в сравнение с в други. По-късно, към този момент през нашия век, тази концепция беше доразвита под формата на хипотетичното положение на талази със сдвоена компактност (PDW): опцията за свръхпроводящо положение, в което енергийната разлика може да се трансформира вследствие на специфична вълна от електрони.
Екип физици от Калифорнийския софтуерен университет, работейки с допустимо най-тънките люспи на свръхпроводник на основата на желязо, откриха модулация на свръхпроводящата празнота с най-малката допустима дължина на вълната, съответстваща на дистанцията сред атомите в кристала. Те нарекоха това положение модулация на плътността на двойките на Куйпер. Това значи, че цената на енергийната празнота в някои точки на свръхпроводника се усилва с 40% спрямо останалите.
Според учените те са получили най-категоричното до момента пробно доказателство за съществуването на модулация на енергийната празнота в атомарен мащаб.
И още американските физици направиха огромна крачка към разбирането на явлението свръхпроводимост, като за първи път мериха свръхфлуидната неотстъпчивост в „ магическия “ графен – листове въглероден материал с дебелина един атом, подредени по избран метод един върху различен.
Графенът, открит през 2004 година, продължава да удивлява учените със своите свойства: издръжливост, устойчивост, електро- и топлопроводимост. През 2018 година физиците откриха, че в случай че се слагат два листа графен един върху различен с малко отместване, те ще имат изцяло нови свойства. В този материал Куперовите двойки електрони образуват свръхфлуид, кадърен да тече без противодействие. С други думи, магическият графен става свръхпроводим.
