Свръхпроводимостта обещава да промени всичко - от електропреносните мрежи до персоналната електроника. Но да накараш тази нискоотпадъчна форма на енергия да функционира при стайни температури и налягане не е толкова лесно, колкото си мислите.
Откритието на екип от изследователи от университетите "Емори" и "Станфорд" в САЩ може да послужи за основа на теории, които да ни помогнат да преодолеем пречките по пътя.
Откритието е свързано с т.нар. осцилираща свръхпроводимост. Типичното поведение на свръхпроводник включва електронно партньорство, наречено Куперови двойки, което се движи през материалите, без да губи значителни количества енергия под формата на топлина.
Куперовите двойки в осцилиращата свръхпроводимост се движат в своеобразен вълнообразен танц. Макар и по-рядко от "нормалната" свръхпроводимост, осцилациите се появяват при относително по-високи температури, което прави явлението интересно за учените, които искат да направят свръхпроводимостта постоянна при стайна температура.
"Открихме, че структурите, известни като сингулярности на Ван Хоув, могат да предизвикат модулиращи, осцилиращи състояния на свръхпроводимост", казва физикът Луис Сантос от университета Емори в САЩ.
"Нашата работа предоставя нова теоретична рамка за разбиране на появата на това поведение - явление, което не е добре проучено."
Тези сингулярности на Ван Хоув са особени структури, които се срещат в някои материали и в които енергията на електроните може да претърпи необичайни промени. Това може да окаже голямо влияние върху начина, по който материалът реагира на външни сили, и върху начина, по който провежда електричество.
В това изследване екипът моделира сингулярностите на Ван Хоув по нов начин. Резултатите от моделирането предполагат, че при определени сценарии тези специфични структури могат да доведат до осцилираща свръхпроводимост, което потенциално може да ни даде нови начини за нейното управление или за инициирането ѝ.
Всичко това е физика от високо ниво и засега е само теоретично, но подобрява разбирането ни за свръхпроводимостта при температури около три пъти по-ниски от стандартния кухненски хладилник - все още студено, но на нива, които по принцип могат да бъдат управлявани.
Съществуват сериозни спорове дали свръхпроводимостта е постигната при стайна температура, но със сигурност все още не е достъпна по начин, който да я прави жизнеспособна за използване извън лаборатория или в обемисто и скъпо оборудване.
Свръхпроводимостта е открита през 1911 г. от холандския физик Хайке Камерлинг Онес при опити с живак, но едва през 1957 г. учените разбират как и защо се случва това. Оттогава насам сме научили доста неща за явлението, включително как то може да се прояви в осцилираща форма.
Надеждата е, че един ден ще пренасяме електричество много по-ефективно и евтино. Способността на свръхпроводниците да създават свръхсилни магнитни полета вече намери приложение: в апаратите за ядрено-магнитен резонанс, във влаковете маглев и в Големия адронен ускорител.
"Съмнявам се, че Камерлинг Онс е мислил за левитация или ускорители на частици, когато е открил свръхпроводимостта, но всичко, което научаваме за света, има потенциални приложения", казва Сантос.
Изследването е публикувано във Physical Review Letters.
Източник: Science Alert
