Alig különbözhet a szigetelő és a szupravezető

Száz évvel a szupravezetés első észlelése után egy brit, német és japán kutatókból álló csapat a szupravezetés egyértelmű jeleit figyelte meg egy erős lézerfénnyel bombázott nem szupravezetőnél.

"A fény alkalmazásával egy hagyományos szigetelőt szupravezetővé változtattunk" - mondta Andrea Cavalleri professzor, az Oxford Egyetem fizika tanszéke, valamint a hamburgi Max Planck Szerkezeti Dinamikai Intézet munkatársa. "Ez már önmagában is érdekes, most azonban az a kérdés, hogy képesek vagyunk-e magasabb hőmérsékleteken is a szupravezetés előidézésére?" A kutatók által használt anyag közeli rokonságban van a magas hőmérsékletű réz-oxid szupravezetőkkel, elektronjai és atomjai elrendezése azonban normál esetben minden elektromos áramot semlegesít. A kutatók a Science magazinban írják le, hogyan sikerült egy erős infravörös lézerimpulzussal összekuszálni az anyag egyes atomjainak az elhelyezkedését.

A mindössze 20 fokkal az abszolút nulla fölötti hőmérsékleten tartott anyag, ha csak egy pillanatra is, de szinte azonnal szupravezetővé vált, majd visszatért normál állapotába. A szupravezetés az a jelenség, melyben egy elektromos áram minden ellenállás nélkül, vagyis energia veszteség nélkül halad át egy anyagon. A magas hőmérsékletű szupravezetőket az anyagok azon csoportjában találjuk, amik a réz-oxid rétegeit alkotják. Ezek a komplex anyagok, amikben az atomok és elektronok megfelelő kölcsönhatása "felsorakoztatja" az elektronokat az anyagon való együttes, ellenállás nélküli áthaladás állapotába, jellemzően -170 Celsius-fokig őrzik meg szupravezető képességüket.

"Bebizonyítottuk, hogy a nem szupravezető és a szupravezető állapot nem sokban különbözik ezekben az anyagokban, csupán egy másodperc milliomod részének a milliomoda szükséges, hogy az elektronokat összerendezzük és szupravezetővé tegyük" - magyarázta Cavalleri professzor. "Ez az jelenti, hogy gyakorlatilag már a nem szupravezetőben szinkronizálódtak, csupán valami meggátolja a nulla ellenállás kialakulását. A pontosan beállított lézerfény eltávolítja a korlátot, megnyitva a szupravezetés előtt az utat."

A kutatók szeretnének eljutni a szupravezetés magas hőmérsékleteken történő fenntartásának képességéhez. Ha sikerülne a szupravezetést szobahőmérsékleten megvalósítani, az számos területen hozna jelentős áttörést. "Van egy irányzat, mely szerint jóval magasabb hőmérsékleteken is lehetséges lenne a szupravezetés elérése, azonban az anyagban valamilyen ellentétes rend az útjába áll" - mondta Cavalleri professzor. "Meg kel vizsgálnunk az elvet, és ki kell derítenünk, vajon képesek vagyunk-e lerombolni ezt a rendet, hogy előcsalogassuk a szupravezetést"