Μια ερευνητική ομάδα υπό τον καθηγητή Denver Li Danfeng από το Πανεπιστήμιο City του Χονγκ Κονγκ (CityUHK) πέτυχε μια σημαντική πρόοδο στον τομέα των υπεραγώγιμων υλικών. Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Nature», αποκαλύπτει ένα φαινόμενο που προκαλεί την παραδοσιακή κατανόηση της φυσικής.
Το φαινόμενο της επανεμφανιζόμενης υπεραγωγιμότητας
Η ομάδα ανακάλυψε το φαινόμενο της «επανεμφανιζόμενης υπεραγωγιμότητας» (re-entrant superconductivity) σε νικελικά υλικά άπειρων στρωμάτων. Ενώ παραδοσιακά τα μαγνητικά πεδία καταστρέφουν την υπεραγωγιμότητα και την ιδιότητα της μηδενικής αντίστασης, στη συγκεκριμένη περίπτωση η υπεραγωγιμότητα -που αρχικά καταστέλλεται από το μαγνητικό πεδίο- επανέρχεται σε ακόμη υψηλότερες εντάσεις πεδίου.
Πώς συμπεριφέρεται το σύστημα νικελίου
Με τον ακριβή έλεγχο της ενσωμάτωσης του σπάνιου γήινου στοιχείου ευρώπιου (Eu) στα νικελικά υλικά, οι ερευνητές παρατήρησαν μια ασυνήθιστη μετάβαση: «υπεραγώγιμη – κανονική – υπεραγώγιμη» κατάσταση καθώς αυξανόταν η ένταση του μαγνητικού πεδίου.
Ασυνήθιστη σταθερότητα υπό ακραίες συνθήκες
Σε αντίθεση με άλλα υλικά όπου η επανεμφανιζόμενη υπεραγωγιμότητα είναι εξαιρετικά ευαίσθητη στον προσανατολισμό του μαγνητικού πεδίου, το σύστημα των νικελικών υλικών επέδειξε αξιοσημείωτη ανθεκτικότητα. Η υπεραγώγιμη κατάσταση παρέμεινε σταθερή σε ένα ευρύ φάσμα γωνιών από 0° έως 90°. Επιπλέον, η κατάσταση αυτή επανεμφανίζεται σε μαγνητικά πεδία πάνω από περίπου 15 tesla -περίπου 300.000 φορές ισχυρότερα από το μαγνητικό πεδίο της Γης- και επιμένει σε ακόμη ισχυρότερα πεδία.
Νέες προοπτικές για την επιστήμη
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι μαγνητικές αλληλεπιδράσεις, υπό ορισμένες συνθήκες, μπορεί να μην λειτουργούν ανταγωνιστικά προς την υπεραγωγιμότητα, αλλά να παίζουν κρίσιμο ρόλο στη διευκόλυνση της σύζευξης ηλεκτρονίων. Αυτή η ανακάλυψη δημιουργεί μια γέφυρα μεταξύ της υπεραγωγιμότητας υψηλών θερμοκρασιών και των κβαντικών φαινομένων που καθοδηγούνται από τον μαγνητισμό, ανοίγοντας τον δρόμο για τον σχεδιασμό αντισυμβατικών υπεραγωγών επόμενης γενιάς.