211service.com
Rumtemperatur superledningsevne hævdes for Cuprates
Når det kommer til superledning, kræver fysikere normalt tre separate bevisstrenge for at bekræfte påstanden. For det første skal et materiale have nul modstand. For det andet skal materialet vise Meisner-effekten ved at reflektere et eksternt magnetfelt. Og endelig skal disse effekter tændes ved en bestemt kritisk temperatur.
I de fleste superledende materialer sker overgangen til nulmodstand og Meisner-effekten ved samme kritiske temperatur. Men i de senere år har nogle fysikere fundet nogle cuprater, hvor overgangen til nulresistens sker ved en lavere temperatur end Meisner-effekten.
Så ved lave temperaturer virker cupraten som en normal superleder. Når temperaturen stiger, gennemgår den en første overgang og mister sin nulmodstand, mens den bibeholder Meisner-effekten. Så når temperaturen stiger yderligere, gennemgår den en anden overgang, hvor Meisner-effekten forsvinder, og materialet bliver en almindelig leder. I underdopet yttriumbarium kobberoxid (YBCO) sker den første overgang ved 85K, mens den anden ved over 200K.
Men da begge effekter er manifestationer af superledning, hvordan kan det så være?
I dag fremlagde Vladimir Kresin ved Lawrence Berkeley National Laboratory og Stuart Wolf ved University of Virginia en teori. De tror, at disse cuprates består af to komponenter med forskellige overgangstemperaturer: Komponenten med den højere overgangstemperatur danner øer i en matrix med en lavere overgangstemperatur.
Det forklarer, hvorfor materialet har to overgangstemperaturer, siger de. Under 85K er begge komponenter superledere. Men når temperaturen stiger over 85K, bliver matrixen en konventionel leder, der indfører endelig modstand. Ø-komponenten bevarer dog sin superledningsevne.
Derfor viser målinger på bulkmaterialet endelig modstand, men også Meisner-effekten.
Det interessante ved ø-komponenten er, at det skal være en superleder ved temperaturer over 200K, muligvis så højt som 250K. Det er stuetemperatur.
Det rejser et åbenlyst spørgsmål: hvad er forskellen mellem ø-komponenten og matrix-komponenten? Kresin og Wolf ved det ikke, men de kommer med et forslag. Superledere er ekstraordinært følsomme over for den blanding af atomer, de er sammensat af. Deres idé er, at højtemperaturøerne dannes, hvor atomare isotoper subtilt ændrer materialets egenskaber.
Præcis hvordan en isotop kan gøre dette er ikke klart. Men Kresin og Wolf siger, at et eksperiment har vist, at substitutionen af O-18 til O-16 i en anden cuprate dramatisk øger den anden overgangstemperatur.
Det er potentielt spændende. Faktisk siger disse fyre, at de har opdaget en superleder ved stuetemperatur, omend en der virker inde i en superleder med lavere temperatur. Hvorvidt disse materialer kan isoleres, så effekten optræder i et selvstændigt bulkmateriale, vil være et vigtigt spørgsmål at undersøge.
Disse fyre bliver dog nødt til at gøre lidt mere arbejde for at overbevise alle andre. Området for superledning er fyldt med rapporter om højtemperatur-superledere, som senere har vist sig at være svære eller umulige at reproducere. Forskere har endda et navn for disse fund: USOs – uidentificerede superledende objekter.
For nogle år siden så vi på Kresins påstand om at have fundet aluminium nanoclusters, der superleder ved 200K . Vi har intet set siden.
Kresin og Wolf siger, at de planlægger at foretage yderligere undersøgelser. Hvis vi hører mere fra dem eller andre, der har gentaget deres arbejde, ved vi, at der er noget i disse påstande. Hvis ikke, bliver vi nødt til at kridte det op som en anden USO.
Ref: arxiv.org/abs/1109.0341 : Inhomogen superledende tilstand og indre Tc : Superledning nær stuetemperatur i cuprates