Aktuální vydání

Číslo 3/2020 vyšlo tiskem 13. 3. 2020. V elektronické verzi na webu ihned. 

Téma: Trendy v elektrotechnice a souvisejících oborech

Hlavní článek
Využití měniče frekvence pro experimentální zařízení

Číslo 2/2020 vyšlo tiskem 6. 3. 2020. V elektronické verzi na webu ihned.

Trh, obchod, podnikání
BOOBA v novém showroomu, který předčil veškerá očekávání
Rozhovor s předsedou představenstva Technologií hlavního města Prahy

Denní světlo
Diagram zastínění pro 21. březen
Moderní metody získávání dat pro zpracování světelnětechnických posudků

Nová teorie možná dovolí dosáhnout supravodivosti za pokojové teploty

9. 12. 2013 | |

U vysokoteplotních supravodičů vědci popsali řadu zvláštních vlastností, které dosud nedokázali dát do vzájemných souvislosti. Nyní Séamus Davis, profesor fyziky z Cornellovy Univerzity a Dung-Hai Lee, profesor fyziky na Univerzitě v kalifornském Berkeley oznámili, že u všech těchto doprovodných jevů, ale také u supravodivosti samotné, lze určit jednu společnou příčinu. Navíc přišli s vysvětlením, proč se projevuje v tolika různých podobách. Teorie by mohla být prvním krokem k novému typu supravodičů, fungujících za vyšších teplot. To by přineslo revoluci do elektrotechniky, protože by pak bylo možné vyrábět výkonnější motory a generátory využívající bezztrátového přenosu energie.

Supravodivost je jev, při němž proud prochází vodičem s nulovým odporem a proto nedochází k jeho ztrátám. Poprvé byla supravodivost popsána v kovech zchlazených až téměř k absolutní nule. Nyní však složité krystaly mědi, železa a některých jiných kovů obohacené stopovými prvky vykazují supravodivé vlastnosti i za teplot okolo 150 stupňů Kelvina (tzn. 150 stupňů Celsia nad absolutní nulou). Profesor Davis posledních deset let zkoumal tyto materiály v prostředí, kde byly naprosto odizolovány od vibrací, takže mohl pod mikroskopem pozorovat pohyby na jejich povrchu i na vzdálenost menší než je velikost jediného atomu. Objevil několik vzájemně propojených stavů těchto supravodičů.

Elektrony, které vytvoří do sebe zapadající páry s opačným spinem, se chovají magneticky neutrálně a jsou schopny se materiálem pohybovat bez odporu. Lee a Davis toto nazývají „antiferomagnetickou“ interakcí a tvrdí, že se jedná o univerzální příčinu supravodivosti. Že se makroskopicky projevuje u různých materiálů jinak, je prý dáno rozdílnými úrovněmi energií elektronů v jednotlivých materiálech.
Vysokoteplotní supravodiče jsou tvořeny pravidelnými krystaly, v nichž se stále znovu opakuje tatáž struktura atomů. Čím vyšší je teplota, tím více se atomy pohybují - elektronové páry se rozpojí a materiál ztratí supravodivé vlastnosti. Kdyby se podařilo vytvořit materiál, kde budou elektrony držet absolutně pevně, bylo by možné supravodivosti dosáhnout i za pokojové teploty. Matematicky prý lze s pomocí této teorie také popsat, jakou krystalickou strukturu měl tento materiál měl mít. Nová jednotná teorie supravodivosti také dokáže předpovědět stavy, v nichž se supravodivé materiály na bázi mědi, železa i některých jiných kovů budou nacházet.

Celý článek na phys.org
Foto: výzkumný tým prof. Davise