Tworzony przez nich zespół, złożony z przedstawicieli Uniwersytetu Princeton oraz japońskiego National Institute for Materials Science, przyjrzał się tzw. nagłej śmierci fluktuacji kwantowej. Wyciągnięte przez nich wnioski, zaprezentowane szerzej na łamach Nature Physics, wskazują na konieczność powtórnego przeanalizowania dotychczas uznawanych modeli poświęconych nadprzewodnictwu.
Czytaj też: Mamy jednak nadprzewodnik w temperaturze (prawie) pokojowej? Sensacyjne doniesienia z Chin
Autorzy publikacji skupili się na pojawianiu się fluktuacji kwantowych w punkcie przejścia od korka elektronowego do nadprzewodzącej autostrady przecinającej dwuwymiarowy krajobraz. Chcieli lepiej zrozumieć, co dokładnie dzieje się, gdy faza nadprzewodząca zmienia się w inną.
Nadprzewodnictwo, choć mogłoby pozwolić na przykład na transport energii bez jakichkolwiek strat, jest niełatwe do osiągnięcia. Potrzeba bowiem specjalistycznego sprzętu oraz skrajnie niskich temperatur, niewiele wyższych od tzw. zera absolutnego. Nawet pogłoski o nadprzewodnictwie utrzymywanym w temperaturze -20 stopni Celsjusza rozbudzają wyobraźnię naukowców, co tylko pokazuje, o jak nietypowych warunkach mowa.
Nadprzewodnictwo ma wielki potencjał, między innymi ze względu na możliwość transportu energii bez jakichkolwiek strat
Szczególnie wymagające przechodzenie w stan nadprzewodzący staje się, gdy elektrony pozostają uwięzione na powierzchniach 2D. Bez możliwości poruszania się w górę i w dół, stanowią znacznie większe wyzwanie dla inżynierów zdeterminowanych do uzyskania i utrzymaniu nadprzewodnictwa. Problemem wydaje się tzw. wir kwantowy, który znika dopiero przy skrajnie niskich temperaturach.
W toku analiz poświęconych owym wirom, naukowcy stworzyli pojedynczą warstwę półmetalicznego ditellurku wolframu. Przy wartościach nieznacznie przekraczających zero absolutne materiał ten jest izolatorem tłumiącym energię. Przy odpowiednio dużej liczbie elektronów przepływ prądu może zacząć funkcjonować w sposób nadprzewodzący. Problem w tym, że w pewnym momencie wiry i tak zaczęły się pojawiać, co stało w sprzeczności z przewidywaniami.
Czytaj też: Nośnik energii, jakiego jeszcze nie widziałeś. “Marzenie każdego alchemika”
Do ich znikania nie doprowadził jednak spadek temperatury, lecz… liczby elektronów. Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych, jak sami przyznają, nie potrafią wyjaśnić zarejestrowanego fenomenu. Ze względu na to, jak rewolucyjne może okazać się nadprzewodnictwo, z pewnością będzie trzeba kontynuować dotychczasowe badania. Nam pozostaje czekać na dalsze rezultaty.
