Shkencëtarët bëjnë një hap gjigant drejt zhvillimit të superpërçuesve të temperaturës së dhomës

Një ekip ndërkombëtar studiuesish ka zbuluar mekanizmin atomik pas superpërçuesve me temperaturë të lartë, një zbulim që mund të jetë revolucionar për energjinë elektrike super-efikase.

Në një punim të botuar në revistën Proceedings of the National Academy of Science, studiuesit shpjegojnë se disa materiale të oksidit të bakrit demonstrojnë superpërçueshmëri në temperatura më të larta se superpërçuesit konvencionalë, megjithatë, mekanizmi pas kësaj ka mbetur i panjohur që nga zbulimi i tyre në 1987.

Regjistrohu për tretjen e energjisë

Për të hetuar këtë, grupi zhvilloi dy teknika të reja mikroskopike. E para prej tyre mati ndryshimin në energji midis orbitaleve të atomit të bakrit dhe oksigjenit, në funksion të vendndodhjes së tyre. Metoda e dytë mati amplitudën e funksionit të valës së çiftit elektron – forcën e superpërçueshmërisë – në çdo atom oksigjeni dhe në çdo atom bakri.

“Duke vizualizuar forcën e superpërcjellshmërisë si një funksion i dallimeve midis energjive orbitale, për herë të parë ne ishim në gjendje të matim saktësisht marrëdhënien e nevojshme për të vërtetuar ose zhvlerësuar një nga teoritë kryesore të superpërçueshmërisë në temperaturë të lartë, në shkallën atomike. ”, tha studiuesi kryesor Séamus Davis në një deklaratë për media.

Siç parashikohet nga teoria, rezultatet treguan një lidhje sasiore, të anasjelltë midis ndryshimit të energjisë së transferimit të ngarkesës midis atomeve të oksigjenit dhe bakrit ngjitur dhe forcës së superpërçueshmërisë.

Sipas ekipit hulumtues, ky zbulim mund të provojë një hap historik drejt zhvillimit të superpërçuesve të temperaturës së dhomës. Në fund të fundit, këto mund të kenë aplikime të gjera duke filluar nga trenat maglev, reaktorët e shkrirjes bërthamore, kompjuterët kuantikë dhe përshpejtuesit e grimcave me energji të lartë, për të mos përmendur transferimin dhe ruajtjen e energjisë super-efikase.

Shkencëtarët shpjegojnë gjithashtu se në materialet superpërçuese, rezistenca elektrike minimizohet sepse elektronet që bartin rrymën janë të lidhura së bashku në “çifte Cooper” të qëndrueshme.

Në superpërçuesit me temperaturë të ulët, çiftet Cooper mbahen së bashku nga dridhjet termike, por në temperatura më të larta, këto bëhen shumë të paqëndrueshme. Këto rezultate të reja tregojnë se, në superpërçuesit me temperaturë të lartë, çiftet Cooper mbahen së bashku nga ndërveprimet magnetike, me çiftet e elektroneve që lidhen së bashku nëpërmjet një komunikimi mekanik kuantik përmes atomit të oksigjenit që ndërhyn.

“Ky ka qenë një nga Grailat e Shenjtë të problemeve në kërkimin e fizikës për gati 40 vjet,” tha Davis. “Shumë njerëz besojnë se superpërçuesit e lirë dhe të disponueshëm në temperaturën e dhomës do të ishin po aq revolucionarë për qytetërimin njerëzor sa vetë futja e energjisë elektrike.”