Високотемпературни свръхпроводници? Да, чрез ново състояние на материята

Обикновени и високотемпературни свръхпроводници

Охладени почти до абсолютната нула, някои материали се превръщат в свръхпроводници. Като такива те започват да провеждат електричество, без да му оказват съпротивление. Ако можеха да работят при стайна температура, свръхпроводниците щяха да намалят значително сметките ни за ток. Електрониката пък щеше да бъде по-ефективна. За сега най-високата температура, при която се получава свръхпроводник, е -135˚C.

Все още не разбираме как се получат високотемпературни свръхпроводници от материалите. Учените обаче се надяват, че това ще се изясни с помощта на ново изследване. То е насочено към начина на разпределение на атомите и електроните в материалите по време на превръщането им в свръхпроводници.

Ново състояние на материята

„Интересно свойство на всички високотемпературни свръхпроводници е, че точно преди да влязат в състояние на свръхпроводимост, те навлизат в състояние на псевдодупка. Двете състояния са едно от друго по-загадъчни.“ – заявява David Hsieh, професор по физика в Caltech и главен изследовател в новите проучвания. „Открихме, че в състояние на превдодупка електроните образуват крайно необичаен модел, който унищожава всички намиращите се около него симетрии. Това ни осигурява много убедителна представа за действителния произход на псевдодупката. Тя от своя страна би могла да доведе до ново разбиране за това как точно работят високотемпературните свръхпроводници.“

В обикновените свърхпроводници електроните образуват двойки, когато температурата спадне достатъчно. Близо до абсолютната нула естествените вибрации на материала карат електроните насила да преодолеят собствените си сили на отблъскване. Въпросната аномалия не се случва при по-висока температура. Причината е, че енергията от вибрациите не може да застопори достатъчно силно електроните. Тук решение може би ще се окаже превдодупката.

„Откритията за „счупена инверсия“ и ротационни симетрии вътре в псевдодупката драстично стесняват възможностите за електроните да се самоорганизират в това състояние. В някои отношения тази необичайна фаза може да се окаже най-интересният аспект на високотемпературните свръхпроводящи материали“, добавя Hsieh.

Следващата стъпка за учените е да разгледат как електроните се организират в псевдодупката. Ако това потръгне добре, може би ще сме стъпка по-близо до работещи при стайна температура свръхпроводници.