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

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.



Materiál označovaný jako YPtBi je polokov, který se stává supravodivým při teplotách pod 0,77 °K. Na rozdíl od ostatních materiálů, které mají podobné chování, však YPtBi nemá tolik volných elektronů, aby mohlo k supravodivosti dojít. Na rozdíl od ostatních materiálů také dochází k neúplnému vytlačení magnetických polí z materiálu a jejich rozdílnému chování při postupném zahřívání.

Při běžné supravodivosti dochází k párování 1/2 elektronů do tzv. Cooperových párů, ty se potom mohou samostatně, nebo v trojicích pohybovat supravodivým materiálem. V materiálu YPtBi však dochází ke zvláštnímu chování, kdy jsou pozorovány tzv. Blochovy elektrony, které dokáží tvořit skupiny po pěti nebo sedmi párech 3/2 elektronů.

Nový materiál a netradiční druh supravodivosti otevírají dveře nové větvi výzkumu. Kolem supravodivých materiálů s 3/2 spinem však zatím zůstává spousta nezodpovězených otázek, včetně toho, jak vzniká vysokospinové párování elektronů.
Více informací k tématu
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

Nově vyvinutý třívrstvý grafen vykazuje stabilní supravodivost při vyšších teplotách

V roce 2018 vědci zjistili, že dvě vrstvy uhlíkového grafenu ve specifické konfiguraci mohou vykazovat známky supravodivosti. Nyní vědci z Harvardu přidali vrstvu třetí a supravodivé vlastnosti grafenu nadále vylepšili. Výsledky jejich výzkumu byly publikovány ve vědeckém magazínu Science.

celý článek

První důkaz supravodivosti v Boseho-Einsteinově kondenzátu

Vědcům vedeným Takahirem Hashimotem z University of Tokyo se podařilo poprvé prokázat supravodivost ve skupenství hmoty, které nastává při extrémně nízkých teplotách. Při supravodivosti je hmota schopná vést elektrický proud s nulovým odporem a nastává nejsnadněji při nízkých teplotách. Její existence v Boseho-Einsteinově kondenzátu však byla doposud pouze teoretická.

celý 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

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

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

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

Nový supravodivý magnet dosáhl rekordní indukci magnetického pole 32 T

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