Mokslininkai atrado penktąją medžiagų agregatinę būseną? (7)
Nūdienos gamtos moksluose žinomi keturi medžiagų būviai arba agregatinės būsenos – kieta, skysta, dujinė ir plazminė. Tačiau tyrinėdami įkaitintas superlaidžias medžiagas mokslininkai galbūt atrado naują – penktąją – medžiagos agregatinę būseną, kuri yra nei kieta, nei skysta, nei dujinė, nei plazminė. Pasirodo, prieš medžiagai įgyjant superlaidumo savybes, elektronai joje netikėtai išsidėlioja iki šiol nežinota, tačiau labai aiškia ir tvarkinga struktūra.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Superlaidininkai – šimtaprocentinio efektyvumo medžiagos, kurios visiškai nenaudoja energijos. Jose elektronai susiskirsto poromis ir sukuria elektros srovę be jokios varžos. Tam paprastai reikia ypač žemų temperatūrų, tad plačiam naudojimui superlaidininkai nėra prieinami.
Mėgindami apeiti šią kliūtį, mokslininkai mėgino sukurti vadinamus šiltuosius superlaidininkus, kurie analogiškomis superlaidumo savybėmis pasižymėtų ir kambario temperatūroje. Tačiau, ruošdamiesi susiburti ir „persijungti“ superlaidumo būsenon, elektronai keičia savo energijos lygius, todėl šiltieji superlaidininkai tokiais momentais išgyvena tam tikrus virsmo momentus, kuriuos mokslininkai pavadino „pseudointervalais“ (angl. k. – pseudogaps). Tokiame „pseudointervalų“ būvyje elektronai elgiasi kiek kitaip nei įgiję superlaidumo bruožų.
Dvidešimt metų mokslo pasaulyje niekam taip ir nepavyko išsiaiškinti, ką tuo metu elektronai veikia – mokslininkai suabejojo, ar tokia fazė yra sudedamoji superlaidumo fenomeno dalis. Jiems kilo įtarimų, jog „speudointervalų“ būvis gali būti nuostolingas, o jei jau taip, reikėtų pamėginti sumažinti „pseudointervalų“ atnešamą žalą, kad šiltieji superlaidininkai galėtų veikti kuo efektyviau. Kuo gi „pseudointervalų“ būvyje užsiiminėja elektronai, pasišovė išsiaiškinti Stenfordo universiteto SLAC nacionalinės greitintuvų laboratorijos mokslininkai.
Studijuodami elektronų paviršinį elgesį (angl. k. – „electronic behavior at the surface“), termodinaminį vidinį elgesį (angl. k. – „electronic thermodynamic behavior in the interior“) ir, laikui bėgant, dėl dinaminių savybių atsirandančius jų pokyčius, mokslininkai tyrimo metu derino tris matavimų technologijas.
Jiems pavyko išsiaiškinti, jog „pseudointrevalų“ būvyje elektronai nesusiskirsto poromis. Vietoj to, jie susigrupuoja visai kitokiu struktūriškumu. Dar daugiau, tokia elektronų struktūra išlieka net ir tada, kai medžiaga įgyja superlaidumo bruožus – iki šiol to niekam nebuvo pavykę pastebėti.
Mokslininkai kol kas dar nėra įsitikinę, ką tokia nauja elektronų išsidėstymo tvarka galėtų reikšti ir kaip ji veikia. Tačiau jų atradimas išties įdomus (o gal net ir fundamentalus) bei iškelia galybę klausimų apie elektronų savybes ir superlaidumo veikimo principą.