Objevil se nový stav hmoty nebo jaké je tajemství podivných kovů

Vědci již poměrně dávno zjistili, že poměrně složité kombinace mědi a měďnatých kovů vykazují chování odlišné od klasických kovů. A podle výsledků nedávných studií vědci v nich objevili zcela nový stav hmoty.

Použití těchto materiálů ukazuje široké vyhlídky při tvorbě vysokoteplotních supravodičů, které jsou tak potřebné pro moderní energetiku a celé průmyslové odvětví jako celek. Podívejme se, co je zvláštností těchto „podivných materiálů“.

První objevy vysokoteplotních vodičů

Již v roce 1911 objev supravodivosti byl učiněn v Holandsku. Bylo zjištěno, že při teplotě pouhých tří Kelvinů odpor rtuti klesá na nulu (elektřina se přenáší bez ztráty).

Dále byl tento účinek pozorován u jiných materiálů, ale vždy teplota, při které byla pozorována supravodivost, zůstávala extrémně nízká.

Změny přišly až v roce 1986. Tehdy inženýři IBM vytvořili první vysokoteplotní supravodič - kupratlanthan a barium. K tomu K. Müller a G. Bednorz obdržel Nobelovu cenu.

Supravodiče s minimální teplotou 77 Kelvinů (ale ne nižší) se nazývají vysokoteplotní. To je teplota, při které se vaří kapalný dusík.

V současné době je nejznámější vysokoteplotní supravodič BSCCO (sendvič bisco), skládající se z vrstev oxidu vizmutitého, stroncia, mědi a čistého vápníku.

Díky těmto materiálům byla vytvořena speciální zařízení a výrobky v elektrotechnice, dopravě a energetice.

Jaké je tajemství podivných kovů

Navzdory skutečnosti, že cupráty jsou již plně využívány, jsou ve Velkém hadronovém urychlovači vyrobeny stovky metrů drátů. Vědci dodnes plně nerozumí fyzice vysokoteplotní vodivosti.

Teorie BCS (pojmenovaná po jejích tvůrcích D. Bardin, L. Cooper a
D. Schrieffer) dokonale popisuje supravodivost nad 30 Kelvinů. Ale pouze se zvýšením teploty, když účinek supravodivosti zmizí, se pak cuprate začnou chovat ne jako běžné materiály.

Elektrický odpor měďnatých klesá lineárně a ne úměrně se druhou mocninou teplotního rozdílu. To je v rozporu s Fermiho teorií kapalin, kterou formuloval Lev Landau v roce 1956.

Při extrémně nízkých teplotách vykazují elektrony chování elektronového plynu a setkávané interakce jsou popsány rovnicemi kvantové mechaniky.

V tomto případě funguje Fermiho tekutá teorie pro drtivou většinu kovů, s výjimkou notoricky známých kuprátů. Proto je fyzici umístili do speciální sekce „podivných kovů“.

V takových „podzemí“ se elektrony pohybují extrémně slabě a na krátké vzdálenosti. V tomto případě dochází k intenzivnímu rozptýlení energie.

Proto jsou „podivné kovy“ umístěny přesně uprostřed mezi obvyklými kovy a izolátory.

Četné studie odhalily velké množství „podmetů“, ale bez vlastností supravodivosti. To dále zmátlo situaci cuprate.

Supravodivost měďnatých a magnetického pole

Experiment provedený mezinárodní vědeckou skupinou z USA, Německa a Kolumbie ukázal, že účinek silného magnetického pole 60-70 Tesla (to je obrovský hodnota, při které supravodiče ztrácejí své vodivé vlastnosti), mění odpor kuprátů lineárně, a ne podle kvadratického zákona, jako v případě „normálu“ kovy.

Jinými slovy, kupráty vykazují vlastnosti kovů, ale s velkou nechutí.

Nový stav hmoty

S hromaděním experimentálních údajů o cupratech to naznačuje, že to není nic jiného, jako absolutně jedinečná forma hmoty, určená realitami kvantového zapletení v makroskopii svět.

A inženýrské skupině z Flatiron Institute v New Yorku se podařilo vytvořit digitální model „podivných kovů“, který potvrdil předpoklad, že nejde o nic jiného než o nový stav hmoty. Tzv. Mezilehlá forma mezi běžnými vodivými kovy a izolačními materiály.

Zbývá tedy přijít s názvem pro nový stav hmoty a pokračovat ve výzkumu.

Líbil se vám materiál? Líbí se nám, odebíráme a komentujeme. Děkuji za přečtení až do konce.