Kaip alkoholis padeda fizikams įveikti superlaidumo problemas

Dr. Jošihiko Takano (Yoshihiko Takano), dirbantis Nacionaliniame medžiagų mokslo institute Tsukuboje (Japonija), šį atradimą padarė po vieno vakarėlio, sugalvojęs potencialių superlaidininkų bandinius pamirkyti karštuose alkoholiniuose gėrimuose – prieš išbandant jų superlaidumo savybes kitą dieną. Pasirodo, jog prekyboje siūlomi alkoholiniai gėrimai, ypač vynas, šiuo atveju veikia kur kas efektyviau už vandenį arba gryną alkoholį.

Superlaidininkais vadinami dariniai, kuriuose elektros srovė gali tekėti be jokio pasipriešinimo esant tam tikrai temperatūrai. Kol kas tyrinėjami superlaidininkai superlaidžiais tampa labai žemose temperatūrose (dažnai kalba eina apie vertes, šiek tiek didesnes už absoliutų nulį, t. y. -273.15 ^OC), todėl aukštatemperatūrių superlaidininkų atradimas, ypač jeigu jie sugebėtų veikti kambario temperatūroje, sukeltų tikrą perversmą – pradedant nuo elektros energijos perdavimo linijų ir baigiant didelių objektų, pavyzdžiui, traukinių kilstelėjimu į orą (mat superlaidininkai gali stumti magnetinius laukus). Superlaidumo reiškinys vis dar nėra iki galo suprastas, nors jo atradimui šiemet sukanka lygiai šimtas metų.

J. Takano pagamino FeTe_0.8S_0.2 bandinius sumaišęs geležies (Fe), telūro (Te) bei telūro sulfido (TeS) miltelius ir pakaitinęs juos 10 valandų 600 ^OC temperatūroje vakuuminėje kameroje. Geležies telūro sulfidas paprastai nėra superlaidininkas, bet tokiu gali tapti, jeigu jį kurį laiką veiks deguonis arba jis bus mirkomas vandenyje.

Po pasisėdėjimo su į svečius užsukusiu kolega tyrėju, J. Takano į galvą šovė mintis, ar alkoholiniai gėrimai, kuriuos jie vartojo, suveiktų taip pat gerai kaip vanduo. Tam, kad tai išsiaiškintų, mokslininkai pradėjo eksperimentuoti su FeTe_0.8S_0.2 bandiniais: tyrimams pasirinko alų, raudonąjį ir baltąjį vyną, japonišką sakę, šoču (skaidrus distiliuotas gėrimas, dažniausiai gaminamas iš bulvių arba miežių), viskį ir galiausiai įvairius etanolio bei vandens mišinius. Visi šie mėginiai buvo pakaitinti iki 70 ^OC temperatūros ir taip laikomi 24 valandas.

Gauti rezultatai buvo tokie: etanolio ir vandens mišiniai šiek tiek padidino superlaidumą, tačiau šis nepriklausė nuo etanolio koncentracijos; visi mėginiai su alkoholiniais gėrimais pasižymėjo kur kas didesniu superlaidumu, tačiau vėlgi superlaidumas nepriklausė nuo alkoholio kiekio. Veiksmingiausias pasirodė esąs raudonasis vynas. Tyrėjams apskaičiavus superlaidžią bandinių tūrio dalį paaiškėjo, jog ši skyrėsi nuo 23.1 proc. šoču atveju iki 62.4 proc. raudonojo vyno atveju, kai tuo tarpu nei vienas vandens ir etanolio mėginys neviršijo 15 proc.

J. Takano ir jo kolega daro prielaidą, jog vynas ir alus pasižymi lengva oksidacija, o kadangi deguonis skatina medžiagos superlaidumą, šie alkoholiniai gėrimai gali vaidinti svarbų vaidmenį tiekiant deguonį bandiniui. Tyrėjų džiaugsmui, tiksliam veikimo mechanizmui išsiaškinti reikalingi tolesni tyrimai.