Fisikawan telah menerima keadaan materi baru yang dapat menjelaskan rahasia superkonduktor

Sebuah tim ilmuwan internasional yang dipimpin oleh Cosmas Prasides dari Universitas Tokohu Jepang memberikan kepada masyarakat materi baru peluang luar biasa untuk beralih ke berbagai negara - dielektrik, superkonduktor, logam, magnet, dan bahkan satu negara agregat yang sebelumnya tidak dikenal.

Ilmu pengetahuan sudah mengetahui beberapa kondisi materi. Selain bahan sekolah padat, cair dan gas, ada juga plasma, cairan dan padatan superfluida , kondensat Bose-Einstein, plasma quark-gluon, glazma, cairan superkritis, dan beberapa opsi eksotis lainnya yang hanya diketahui oleh fisikawan. Sebagian besar kondisi praktis tidak ditemukan di lingkungan alami dan diperoleh di laboratorium.

Di antara mereka adalah keadaan baru di mana bahan yang diperoleh dari molekul karbon-60, yang dikenal sebagai fullerene atau buckyballs, dapat lewat. Mereka adalah polyhedron tertutup cembung menyerupai bola sepak.



Bola dibumbui dengan atom rubidium, yang mengatur jarak antara bola bucky dan mempengaruhi sifat material. Berkat mereka, suatu zat dapat, khususnya, transfer ke keadaan baru yang disebut logam Jahn - Teller, untuk menghormati efek Jahn - Teller , yang dikaitkan dengan interaksi keadaan elektron elektron dan distorsi bidang kisi kristal. Secara kasar, peningkatan tekanan pada material menyebabkan peningkatan konduktivitas listrik yang tajam.

Hanya dalam kasus ini, pengaturan tekanan dilakukan tidak secara fisik, menggunakan wakil dan tekanan, tetapi secara kimia - dengan mengubah komposisi zat, yang mengatur jarak antar molekulnya, dan, pada kenyataannya, meniru perubahan dalam tekanan. Dalam hal ini, dalam keadaan transisi, substansi menjadi serupa pada saat yang sama dengan dielektrik dan konduktor.



"Apa yang mengejutkan kami dalam transisi antara logam dan dielektrik ini adalah keadaan batas yang belum pernah diamati sebelumnya," tulis editor Dunia Fisika . - Para peneliti menyebut keadaan ini sebagai "Jahn-Teller metal," karena ketika memeriksa suatu zat menggunakan spektroskopi inframerah, jelas bahwa bentuk fullerene terdistorsi, yang biasanya terjadi hanya di dielektrik. Dalam hal ini, pengukuran resonansi magnetik nuklirmenunjukkan bahwa elektron melompat dari satu molekul ke molekul lain, yang merupakan tanda konduktor. "

Superkonduktivitas dalam bahan muncul karena efek interaksi elektron berpasangan, disatukan dalam apa yang disebut " Pasangan Cooper ." Untuk superkonduktor "biasa", efek ini telah dipelajari dengan cukup baik - interaksi elektron - phonon terjadi di dalamnya (interaksi elektron dengan kuasipartikel - kuantum getaran kisi kuantum). Akibatnya, pasangan elektron mulai menarik satu sama lain. Semua ini terjadi pada suhu yang sangat rendah.

Dalam materi yang dipelajari, superkonduktivitas muncul pada suhu 35 K, dan hanya dalam keadaan antara, yang disebut logam Jahn-Teller. Para ilmuwan masih belum tahu mekanisme penampilan pasangan elektron dalam keadaan ini - hanya jelas bahwa itu berbeda dari mekanisme superkonduktor "biasa". Matthew Rosseynsky, salah satu peneliti dalam tim, membandingkan perilaku zat ini dengan superkonduktor suhu tinggi . Suhu maksimum di mana superkonduktivitas diamati untuk cuprates (135K) diperoleh untuk zat HgBa2Ca2Cu3O8 + x, ditemukan pada tahun 1993 oleh fisikawan di Universitas Negeri Moskow Putilin dan Antipov.

Studi lebih lanjut tentang sifat-sifat bahan baru berpotensi mampu menjelaskan sifat-sifat superkonduktor dan di masa depan dapat membantu, akhirnya, untuk mendapatkan bahan yang diinginkan dengan sifat superkonduktor pada suhu kamar.