Vědcům se podařilo získat důkaz o existenci nového stavu supravodivosti

5. 11. 2014

Supravodivé materiály dokážou vést elektrický proud bez sebemenšího odporu. Doposud ale k navození tohoto stavu potřebovali vědci žádné nebo jen relativně slabé magnetické pole, to totiž narušuje vazby mezi páry elektronů, které jsou nositeli supravodivosti. Týmu vědců vedenému Vesnou Mitrovicovou se však podařilo identifikovat nový stav, kdy k supravodivosti dochází i za přítomnosti silného magnetického pole, výsledky experimentů byly publikovány ve vědeckém magazínu Nature Physics.

Supravodivost, FFLO

Supravodivost, FFLO Uspořádání elektronů při supravodivosti typu FFLO. Fialové šipky označují elektrony v andreevově stavu, jejichž spin je ve směru magnetického pole. Modročervené páry elektronů jsou cooperovy páry, které umožňují supravodivost ve zbytku materiálu.



Stav označovaný jako FFLO (Fulde–Ferrell–Larkin–Ovchinnikov phase) byl předpovězený už v 60. letech, kdy o něm nezávisle na sobě publikovaly studie hned dvě dvojice vědců (odsud také název stavu FFLO). Měl umožnit existenci supravodivosti za přítomnosti silných magnetických polí, za běžných podmínek totiž dochází buďto k vypuzení slabšího magnetického pole supravodičem, nebo naopak narušení supravodivosti silnějším magnetickém polem.

Supravodivost nastává při vzniku tzv. cooperových párů, kdy dochází ke spojení elektronů s rozdílným spinem. Magnetické pole ale cooperovy páry narušuje tím, že mění spin jednoho z elektronů a tím narušuje supravodivost materiálu. Tohle se ale nestalo při pokusech s organickým materiálem κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2. 

Při pokusech Mitrovicové a jejího týmu se v materiálu objevily jak cooperovy páry elektronů, tak elektrony v tzv. andreevově vázaném stavu, které mají spin ve směru aplikovaného magnetického pole. V takto uspořádaném materiálu dochází k vytvoření pásů elektronů v adreevově stavu, což umožňuje supravodivost ve zbylých částech materiálu.

Aby mohli pozorovat kýžený efekt, museli nejprve zvýšit teplotu, při které experiment prováděli, nad běžné teploty využívané u supravodivých experimentů. Umožnilo jim to zvýšit pravděpodobnost detekce stavu FFLO. 

A říkáte si "k čemu nám to vlastně bude?" Možná se dozvíme víc o neutronových hvězdách, ve kterých se supravodivost a silný magnetismus také objevují. Nové poznatky by mohly také přinést lepší zdravotnická zařízení jako je magnetická rezonance (MRI).
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Supravodivost

Vědci poprvé vyrobili materiál, který dosahuje supravodivosti při pokojové teplotě

15. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Vědci poprvé vyrobili materiál, který dosahuje supravodivosti při pokojové teplotě Vědci z University of Rochester (USA) vyrobili první materiál, který dosahuje supravodivého stavu při teplotě 15 °C. Jedná se o přelomový objev, který by mohl změnit mnohé oblasti lidského života. Supravodivosti bylo doposud dosahováno spíše za velmi nízkých teplot, což je pro běžné využití tohoto fenoménu nepraktické. Dosavadní nejvyšší teplota, při které bylo dosaženo stabilní supravodivosti byla -23 °C.

celý článek

První jasný důkaz supravodivosti v materiálu s oxidem nikelnatým

16. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědci z americké National Accelerator Laboratory a Stanford University vytvořili první materiál z oxidu nikelnatého, který vykazuje prokazatelné známky supravodivosti. Materiál s unikátní atomickou strukturou se v mnohém podobá podobným oxidům z mědi, které jsou supravodivodivé za relativně vysokých teplot. Na druhou stranu materiál s nikelnatým oxidem zřejmě neobsahuje stejný typ magnetismu jako supravodivé materiály z mědi. Nový výzkum přináší zcela nové poznatky do studia nekonvenčních supravodivých materiálů.

celý článek

Vědci pozorovali nový stav hmoty, který se ukrýval v supravodivém materiálu

4. 1. 2019 (novější než zobrazený článek)

Tým fyziků v Ames Laboratory a na University of Alabama Birmingham objevil překvapivě dlouhotrvající stav hmoty, který nastává v materiálech v supravodivém stavu. Dosáhli jej pomocí extrémně rychlých pulsů laseru, které způsobily kolektivní chování částic uvnitř hmoty. Nový jev nastává vedle supravodivosti a oba tyto stavy vzájemně bojují o elektrony v materiálu. Studie věnující se tomuto výzkumu byla v prosinci publikována v magazínu Physical Review Letters.

celý článek

Grafen by mohl být za určitých podmínek supravodivý

16. 11. 2018 (novější než zobrazený článek)

Vědcům se podařilo najít cestu jak konfigurovat dvojité vrstvy grafenu, aby vedly elektrický proud téměř jako supravodivý materiál. Atomy uhlíku tvoří různé materiály: od tuhy, přes diamant až po dvoudimenzionální materiál známý jako grafen. Ten vede velmi dobře elektrický proud a začátkem roku se vědcům z MIT podařilo prokázat, že může být supravodivý za určitých podmínek. Nový výzkum však naznačuje, že supravodivost by mohla být v grafenu vyvolána i dalším způsobem.

celý článek

Nezvyklý 3/2 spin v supravodiči by mohl přinést nové možnosti u exotických materiálů

12. 4. 2018 (novější než zobrazený článek)

Vodivost materiálu je způsobena pohybem elektronů mezi atomy. Supravodivost potom zcela hladkým pohybem elektronů, které do atomů nijak nenarážejí, vzniká tak vodivost bez jakéhokoliv odporu. Většinou při supravodivosti elektrony nesou spin 1/2, výzkumníci z University of Maryland však nyní experimentují s materiálem YPtBi, ve kterém mají elektrony spin 3/2. Podobné chování se v pevných materiálech dříve nepředpokládalo a mohlo by přinést zatím netušené možnosti v oblasti supravodivosti.

celý článek

Nový supravodivý magnet dosáhl rekordní indukci magnetického pole 32 T

20. 12. 2017 (novější než zobrazený článek)

8. prosince se vědcům na Florida State University podařilo dosáhnout s novým supravodivým magnetem rekordní síly magnetického pole - 32 T. Byl tak překročen dosavadní rekord magnetického pole generovaného tímto způsobem o 33 %. Takové síly magnetického pole lze dosáhnout pouze v laboratorních podmínkách, v přírodě se vyskytují i silnější magnetická pole, jsou však generována masivními objekty jako jsou třeba bílé trpaslíky nebo magnetary.

celý článek

Vědcům se podařilo prokázat nové skupenství hmoty - excitonium

10. 12. 2017 (novější než zobrazený článek)

Vědcům se podařilo prokázat nové skupenství hmoty - excitoniumSkupenství hmoty excitonium bylo teoreticky předpovězeno už v 70. letech a jeho existence byla pozorována nepřímými důkazy, jde o tzv. Boseho-Einsteinův kondenzát tvořený excitony. Týmu vědců pod vedením profesora Petera Abbamonteho se nyní podařilo přijít s novými důkazy, které existenci excitonia jasně prokazují. Pomohla jim k tomu nová technika nazývaná M-EELS (Momentum-resolved Electron Energy-Loss Spectroscopy), kterou si sami vyvinuli pro měření nízkoenergetických bosonů. Výsledky výzkumu byly publikovány ve vědeckém magazínu Science v prosinci.

celý článek