Aptiktos magnetizmo ir superlaidumo sąsajos (0)
Tyrėjams iš Stenfordo Medžiagų ir energijos mokslo instituto (JAV) pavyko įžvelgti sąsają tarp aukštatemperatūrių superlaidininkų superlaidumo ir magnetizmo savybių – tai, apie ką kalbama jau seniai, bet nepaprastai sudėtinga patvirtinti eksperimentiškai. Šiuo metu bet koks žingsnelis, priartinantis prie tikrojo aukštatemperatūrių superlaidininkų prigimties pažinimo, yra laikomas milžinišku postūmiu.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Šiandieniniams superlaidininkams reikia itin žemos temperatūros, norint, jog šių efektyvumas siektų visus 100 procentų. Užtikrinti tokias sąlygas yra per brangu, todėl jeigu šis Stenfordo mokslininkų tyrimas padėtų sukurti kambario temperatūroje funkcionuojančius superlaidininkus, tokios superlaidumo pagrindu veikiančios technologijos kaip greitieji levituojantys traukiniai arba nepatiriančios nuostolių elektros perdavimo linijos būtų įgyvendinamos techniškai ir, kas svarbiausia, atsipirktų ekonomiškai.
Praėjusios savaitės „Physical Review Letters“ žurnale išspausdintame straipsnyje aprašoma, kaip tyrėjai, vadovaujami Katrinos Moler (Kathryn Moler), išbandė naują metodą, leidžiantį nagrinėti numanomą sąsają tarp aukštatemperatūrių superlaidininkų, vadinamų geležies pniktidais, magnetizmo ir superlaidumo. Mokslininkai legiravo pniktido kristalus (šiuo atveju tai buvo bario geležies arsenidas) pakeisdami dalį geležies atomų įvairiais kobalto atomų kiekiais. Tuomet kristalų paviršiai buvo tiriami mažyčiais magnetiniais zondais.
„Tyrimai mums suteikė informacijos apie tai, kiek superlaidžių elektronų iš tiesų buvo superlaidžios būsenos“, – aiškina pirmoji straipsnio bendraautorė Lana Luan (Lan Luan), visai neseniai apgynusi savo disertaciją šio tyrimo tema. Pasak mokslininkės, ankstesnių eksperimentų metu pavykdavo surinkti duomenis tiktai iš medžiagos vidaus, tačiau šįkart tyrėjų atlikti taškiniai matavimai leido kur kas išsamiau pažvelgti į elektroninį ir superlaidų pniktidų elgesį.
Mokslininkai įžvelgė tris tendencijas, kurias būtų galima paaiškinti legiruotų bario geležies arsenido kristalų magnetinių ir superlaidumo savybių tarpusavio ryšiais. Pirmoji tendencija pasireiškė tuo, jog nepakankamai (per mažas kobalto atomų kiekis optimaliam superlaidumui pasiekti) ir pernelyg legiruotuose kristaluose superlaidžiais galėjo tapti mažiau elektronų. Kitaip tariant, nepakankamas ir pernelyg didelis legiravimas sumažina galimų superlaidžių krūvininkų skaičių. „Magnetinės ir superlaidumo fazės ėmė varžytis dėl elektronų“, – teigia L. Luan.
Antroji tendencija atskleidė sąryšį tarp kristale legiruotų kobalto atomų skaičiaus ir energijos kieko, kurio reikia norint suardyti superlaidumo būseną – pašalinti elektronus iš tolygios krūvininkų srovės. Vėlgi, ir šiuo atveju gautus rezultatus galima aiškinti legiravimo efektais, susimaišiusiais su natūraliai atsirandančiomis magnetinėmis savybėmis.
Trečioji tendencija parodė, jog mažėjant temperatūrai superlaidumo savybės greičiau pasireiškė nepakankamai negu optimaliai legiruotuose kristaluose, tarsi staiga superlaidumas būtų laimėjęs kovą prieš magnetizmą ir atsikovojęs elektronus.
„Neįprastasis superlaidumas palieka daugybę vietos ginčams“, – prideda mokslininkė. Tačiau vieno dalyko niekaip neužginčysi – eksperimentinių duomenų. Tai pirmasis kiekybinis duomenų rinkinys, aprašantis visą superlaidų ciklą – nepakankamai, optimaliai ir pernelyg legiruotą bario geležies arsenidą. Net jeigu paaiškėtų, jog tyrėjų grupės sugalvotos interpretacijos nėra teisingos, duomenys savo vertės neprarastų.
