Mokslo ir technologijų pasaulis

Netikėta superlaidininkų elektronų reakcija į stiprų magnetinį lauką
Publikuota: 2011-09-16

Superlaidumą destabilizavus stipriu magnetiniu lauku, aukštatemperatūrių superlaidininkų elektronai ima ir suformuoja tiesių siūlelių struktūrą. Šį reiškinį pavyko atskleisti Grenoblio stiprių magnetinių laukų laboratorijos (Prancūzija) mokslininkų komandai. Tyrėjai savo darbą publikavo rugsėjo 8 dienos prestižinio žurnalo „Nature“ numeryje. Gauti rezultatai atskleidžia dar vieną detalę dėlionės, kurią kondensuotųjų medžiagų fizikai bando įveikti pastaruosius 25 metus.

Superlaidumas, apie kurį pirmąkart prabilta prieš visą šimtmetį, yra stebinantis reiškinys, vis dar kaustantis tyrėjų dėmesį. Mokslininkus ypač domina vadinamieji aukštatemperatūriai superlaidininkai. Vienais iš pačių perspektyviausių laikomi kupratai arba vario oksidai, mat jų superlaidumo temperatūra siekia apie -140 °C. Kaip elektronai elgiasi kupratų dariniuose, kad šie taptų superlaidūs? Į šį klausimą tyrėjai bando atsakyti jau ketvirtį amžiaus.

Grenoblio stiprių magnetinių laukų laboratorijos mokslininkų komanda, bendradarbiaudama su kolegomis iš Vankuverio (Kanada), kuprato YBaCuO bandinius paveikė ypač stipriais magnetiniais laukais (tūkstančius kartų stipresniais už mūsų buityje naudojamus magnetukus). Taikydami branduolinio magnetinio rezonanso metodą, tyrėjai įsiskverbė į šią medžiagą atominiu masteliu ir aptiko, jog elektronai, veikiant tokiems galingiems magnetiniams laukams, bando suformuoti tiesius siūlelius arba juosteles.

Toks netikėtas krūvininkų išsidėstymas iki šiol buvo stebėtas tiktai nagrinėjant superlaidumu nepasižyminčias arba silpno superlaidumo medžiagas. Nieko panašaus neteko pamatyti tyrinėjant stipraus superlaidumo darinius. Šis atradimas leidžia suprasti, kodėl taip nutinka: tam, kad šį efektą būtų galima stebėti, stiprus magnetinis laukas privalo susilpninti patį superlaidumą. Šis rezultatas taip pat leidžia tikėtis, kad tokios elektronų struktūros būdingos visiems kupritams. Vis dėlto dar nėra aišku, ar ši nauja dėlionės detalė turi tiesioginį sąryšį su tokių medžiagų superlaidumo susidarymo mechanizmu.