211service.com
Istabas temperatūras supravadītspēja pieprasīta kuprām
Runājot par supravadītspēju, fiziķi parasti pieprasa trīs atsevišķus pierādījumu virzienus, lai apstiprinātu apgalvojumu. Pirmkārt, materiālam jābūt nulles pretestībai. Otrkārt, materiālam ir jāparāda Meisnera efekts, atspoguļojot ārējo magnētisko lauku. Un visbeidzot, šiem efektiem jāieslēdzas noteiktā kritiskā temperatūrā.
Lielākajā daļā supravadošo materiālu pāreja uz nulles pretestību un Meisnera efekts notiek tajā pašā kritiskajā temperatūrā. Taču pēdējos gados daži fiziķi ir atraduši dažus kuprātus, kuros pāreja uz nulles pretestību notiek zemākā temperatūrā nekā Meisnera efekts.
Tātad zemā temperatūrā kuprāts darbojas kā parasts supravadītājs. Temperatūrai paaugstinoties, tas iziet pirmo pāreju un zaudē nulles pretestību, vienlaikus saglabājot Meisnera efektu. Tad, temperatūrai paaugstinoties tālāk, tas iziet cauri otrai pārejai, kurā Meisnera efekts pazūd un materiāls kļūst par parastu vadītāju. Nepietiekami leģētā itrija bārija vara oksīdā (YBCO) pirmā pāreja notiek pie 85K, bet otrā pie temperatūras virs 200K.
Bet, tā kā abas sekas ir supravadītspējas izpausmes, kā tas var būt?
Šodien Vladimirs Kresins Lorensa Bērklija Nacionālajā laboratorijā un Stjuarts Volfs Virdžīnijas Universitātē izvirzīja teoriju. Viņi domā, ka šie kuprāti sastāv no diviem komponentiem ar atšķirīgu pārejas temperatūru: komponents ar augstāku pārejas temperatūru veido salas matricā ar zemāku pārejas temperatūru.
Tas izskaidro, kāpēc materiālam ir divas pārejas temperatūras, viņi saka. Zem 85K abas sastāvdaļas ir supravadītāji. Bet, temperatūrai paaugstinoties virs 85K, matrica kļūst par parastu vadītāju, kas ievieš ierobežotu pretestību. Tomēr salas sastāvdaļa saglabā savu supravadītspēju.
Tāpēc beztaras materiāla mērījumi uzrāda ierobežotu pretestību, kā arī Meisnera efektu.
Interesanti par salas komponentu ir tas, ka tai jābūt supravadītājam temperatūrā virs 200K, iespējams, līdz pat 250K. Tā ir istabas temperatūra.
Tas rada acīmredzamu jautājumu: kāda ir atšķirība starp salas komponentu un matricas komponentu? Kresins un Vilks nezina, bet viņi ierosina. Supravadītāji ir ārkārtīgi jutīgi pret atomu maisījumu, no kura tie sastāv. Viņu ideja ir tāda, ka veidojas augstas temperatūras salas, kur atomu izotopi smalki maina materiāla īpašības.
Nav skaidrs, kā tieši izotops to var izdarīt. Bet Kresins un Vilks saka, ka viens eksperiments ir parādījis, ka O-18 aizstāšana ar O-16 citā kuprātā dramatiski palielina otrās pārejas temperatūru.
Tas ir potenciāli aizraujoši. Faktiski šie puiši saka, ka ir atklājuši istabas temperatūras supravadītāju, lai gan tādu, kas darbojas zemākas temperatūras supravadītājā. Tas, vai šos materiālus var izolēt tā, lai efekts parādītos atsevišķā lielapjoma materiālā, būs svarīgs jautājums, kas jāizpēta.
Tomēr šiem puišiem būs jāpadara nedaudz vairāk darba, lai pārliecinātu visus pārējos. Supravadītspējas lauks ir pilns ar ziņojumiem par augstas temperatūras supravadītājiem, kurus vēlāk izrādījās grūti vai neiespējami reproducēt. Pētniekiem pat ir nosaukums šiem atklājumiem: USO — neidentificēti supravadoši objekti.
Pirms dažiem gadiem mēs apskatījām Kresina apgalvojumu, ka viņš ir atradis alumīnija nanoklasteri, kas vada supravadītāju pie 200K . Kopš tā laika mēs neko neesam redzējuši.
Kresins un Vilks apgalvo, ka plāno veikt turpmāku izmeklēšanu. Ja mēs dzirdēsim vairāk no viņiem vai citiem, kas ir atkārtojuši savu darbu, mēs uzzināsim, ka šiem apgalvojumiem ir kaut kas saistīts. Ja nē, mums tas būs jāuzskata par citu UPS.
Atsauce: arxiv.org/abs/1109.0341 : nehomogēns supravadītspējas stāvoklis un raksturīgā Tc : supravadītspēja kufratos tuvu istabas temperatūrai