Superlaidumo priežastys: dar vienas žingsnis tikslo link

Aukštatemperatūrinį superlaidumą lemiančio mechanizmo atskleidimas yra vienas iš svarbiausių šiuolaikinės fizikos uždavinių. Kaip žinia, superlaidumas elektros srovei leidžia tekėti praktiškai be nuostolių. Pigių superlaidumu pasižyminčių medžiagų sukūrimas žada tikrą revoliuciją visose žmogaus veiklos srityse – nuo didžiulės ekonomijos transportuojant energiją iki supertalpių akumuliatorių mobiliesiems telefonams. Deja, kol kas medžiagos superlaidžią būseną galima pasiekti tik gana žemose temperatūrose, o tai labai riboja ja paremtų technologijų taikymą praktikoje.

Problemą sunkina dar ir tai, kad mokslininkai iki šiol neturi detalaus aukštatemperatūrinio superlaidumo modelio. Tai reiškia, kad „buitinių“ superlaidininkų dar teks palaukti.

Siekdami išspręsti šią problemą, amerikiečių mokslininkai susitelkė ties vienu iš labiausiai tikėtinų kandidatų superlaidumo iniciatoriaus vaidmeniui – vadinamosiomis elektroninėmis bangomis. Šios bangos laidininkuose atsiranda esant labai žemoms temperatūroms. Tai tam tikros ypatingos elektronų kolektyvinės būsenos, kurios vadinamos krūvio tankio bangomis. Šios bangos panašios į ežero paviršiuje mirguliuojančias bangas, tik skirtumas tas, kad jos sudarytos iš judrių elektronų. Daugelis mokslininkų mano, kad būtent elektroninės bangos lemia superlaidumą, tačiau šios hipotezės įrodymui nepakako šiuolaikinių metodikų.

MIT ir BNL mokslininkai nusprendė pasinaudoti pažangiausia supergreitų procesų spektroskopija, naudojant intensyvius lazerių impulsus. Tuo tikslu buvo išauginta atominiame lygyje idealiai lygi LaSrCuO plėvelė, kurią po to tyrėjai apšvitino lazerio spinduliais. Tokios procedūros metu plėvelėje susikuria elektroninė banga, kurios įtaką superlaidumui paskui galima tyrinėti.

Deja, paaiškėjo, kad krūvio tankio bangos nėra ta slaptingoji superlaidumo priežastis. Bangos likdavo net ir esant žymiai aukštesnei temperatūrai nei ta, kuriai esant atsiranda superlaidumas. Be to, kituose aukštatemperatūriniu superlaidumu pasižyminčiuose bandiniuose elektroninės bangos išvis nesusidarydavo.

Taigi dabar mokslininkai sužinojo, kad superlaidumo paslaptis visiškai nesusijusi su krūvio tankio (elektroninėmis) bangomis. Daug kas pamanys, kad tai neigiamas rezultatas, tačiau jis susiaurina paieškų ratą ir yra svarbus žingsnis ieškant paslaptingos superlaidumo priežasties.