To właśnie zmienił najnowszy eksperyment. Badacze stworzyli specjalny układ oparty na ultrazimnym gazie fermionowym, schłodzonym niemal do zera absolutnego. W takim środowisku możliwe było zastąpienie elektronów atomami i obserwowanie ich zachowania w kontrolowanych warunkach. Dzięki temu naukowcy mogli po raz pierwszy bezpośrednio zobaczyć, jak tworzą się pary i jak się poruszają.
Czytaj też: Nawet nie wiesz, jakie cuda można robić z ryżu. Ta cecha sprawia, że powstaje z niego materiał przyszłości
Największe zaskoczenie przyszło jednak później. Zgodnie z klasyczną teorią, pary powinny zachowywać się w dużej mierze niezależnie od siebie. Tymczasem eksperyment pokazał coś zupełnie innego. Po utworzeniu pary zaczynają poruszać się w skoordynowany sposób, jakby były częścią większego, zsynchronizowanego układu. Ich ruch zależy od położenia innych par, co tworzy coś w rodzaju kwantowego tańca.
Dokonane odkrycie sugeruje, jakoby w obecnym opisie nadprzewodnictwa brakowało istotnego elementu. Jak podkreślają autorzy badań, standardowa teoria nie uwzględnia tego typu długozasięgowych korelacji między parami. Innymi słowy, fizycy od lat posługują się modelem, który działa, lecz nie opisuje pełnego obrazu rzeczywistości. A przecież nadprzewodnictwo to nie tylko ciekawostka fizyczna, a technologia przyszłości. Już dziś wykorzystuje się je w rezonansie magnetycznym, akceleratorach cząstek czy systemach energetycznych.
Czytaj też: Futurystyczny materiał zachowuje się tak, jakby nie stworzył go człowiek. Może zmieniać kolor i teksturę
Jednak największym celem pozostaje stworzenie nadprzewodników działających w temperaturze pokojowej. Obecnie wymagają one ekstremalnego chłodzenia, co ogranicza ich praktyczne zastosowania. Lepsze zrozumienie tego, jak dokładnie powstają i oddziałują ze sobą pary Coopera, może być kluczem do przełomu. Jeśli naukowcy odkryją nowe mechanizmy rządzące tym procesem, możliwe będzie projektowanie materiałów, które osiągają stan nadprzewodzący w znacznie wyższych temperaturach.
Źródło: Nature Physics, Eureka Alert
