Za tym niewątpliwym sukcesem stoi zespół naukowców z University of Houston. Udało im się utrzymać właściwości nadprzewodzące przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym, co w długofalowej perspektywie nadprzewodniki mogą dzięki temu przydać się na szereg sposobów: od energetyki, przez medycynę, aż po elektronikę.
Czytaj też: Czy stan kwantowy to tylko informacja? Uczeni podważają jedno z podstawowych założeń fizyki kwantowej
Badaczom udało się uzyskać nadprzewodnictwo w temperaturze około minus 122 stopni Celsjusza. Tym samym pobili rekord ustanowiony jeszcze w 1993 roku i niepobity przez ponad trzy dekady. Choć nowa wartość nadal pozostaje daleka od temperatury pokojowej, to istotne jest coś innego. Przełom polega przede wszystkim na osiągnięciu tego wyniku przy zwykłym ciśnieniu atmosferycznym.
Ale zacznijmy od początku. Nadprzewodnictwo to zjawisko, w którym materiał przewodzi prąd elektryczny bez jakichkolwiek strat energii. Oznacza to całkowity brak oporu elektrycznego oraz zdolność do wypierania pola magnetycznego. Gdyby udało się uzyskać takie właściwości w warunkach zbliżonych do codziennych, możliwe byłoby stworzenie znacznie wydajniejszych sieci energetycznych, nowoczesnych lewitujących pociągów, bardziej zaawansowanych komputerów kwantowych czy tańszych urządzeń do diagnostyki medycznej.
Do tej pory najwyższe temperatury nadprzewodnictwa osiągano głównie w materiałach poddawanych ekstremalnym ciśnieniom, porównywalnym z warunkami panującymi we wnętrzu planet. Takie eksperymenty miały ogromne znaczenie naukowe, jednak ich praktyczne wykorzystanie było bardzo ograniczone, ponieważ wymagały kosztownej aparatury zdolnej do utrzymywania gigantycznych ciśnień.
Nowy sukces był możliwy dzięki zastosowaniu techniki określanej jako pressure quenching. W pierwszym etapie naukowcy poddali materiał działaniu bardzo wysokiego ciśnienia, co poprawiło jego właściwości elektronowe i podniosło temperaturę przejścia w stan nadprzewodzący. Następnie schłodzili próbkę do odpowiedniej temperatury, po czym gwałtownie usunęli ciśnienie. Okazało się, że materiał zachował swoje ulepszone właściwości już w normalnych warunkach atmosferycznych.
Czytaj też: Możemy już zakończyć debatę nad nadprzewodnikami. Naukowcy znaleźli na nie sposób
Fizycy wykorzystali dobrze znany związek rtęciowo-miedziowy Hg-1223, który od ponad trzydziestu lat pozostawał rekordzistą wśród nadprzewodników działających przy ciśnieniu atmosferycznym. Dzięki nowej metodzie badacze podnieśli jego temperaturę krytyczną o 18 kelwinów, ustanawiając nowy rekord świata. I nawet jeśli do osiągnięcia nadprzewodnictwa w temperaturze pokojowej wciąż brakuje około 140 stopni Celsjusza, nowy rezultat pokazuje, że granice uznawane dotąd za niemal nieprzekraczalne mogą zostać przesunięte. Zamiast poszukiwać całkowicie nowych materiałów, widać, że odpowiednie modyfikowanie już znanych związków może okazać się równie skuteczną drogą do kolejnych przełomów.
Źródło: PNAS
