Фізики з Університету Ватерлоо в Канаді наблизилися до того, щоб переписати теорію виникнення надпровідності на атомному рівні, виявивши нові властивості надпровідних матеріалів.
Вчені досліджували високотемпературні надпровідники з вмістом міді і довели, що електрони в цих з'єднаннях можуть вибудовуватися в певні симетричні структури. "В останні кілька років стало зрозуміло, що електрони при надпровідності можуть утворювати впорядковані візерунки, смуги або малюнки у вигляді шахової клітки, демонструючи різні рівні симетрії, - розповів один з авторів роботи професор Девід Хауторн (David Hawthorn). – Ці візерунки і структури важливі для надпровідності – вони можуть конкурувати з нею, співіснувати або навіть посилювати її".
Надпровідність є властивістю деяких складних речовин, коли при охолодженні до певної температури їх електричний опір падає до повного нуля. Однозначне теоретичне пояснення надпровідності, яке повністю описувало б механізм його виникнення, поки не створено.
Канадським вченим вдалося довести, що електрони в надпровідниках можуть проявляти так звану нематичність – перебувати в самоорганізованому стані,
яке порушує впорядкованість кристалічної решітки матеріалу. У звичайному стані електрони рівномірно розподілені по всій кристалічній решітці речовини, але при надпровідності вони групуються в хмари з високою і низькою щільністю, утворюючи певну симетричну структуру.
Вченим вдалося показати, що додавання різних домішок в мідні високотемпературні надпровідники позначається на властивостях електронів проявляти нематичність. Наприклад, додавання стронцію, латати або європію веде до посилення або ослаблення нематичності в шарі надпровідника, який складається з оксиду міді, як повідомляє innogest.ru.
І хоча у вчених поки немає єдиного пояснення того, як саме виникає електронна нематичність в надпровідниках, в подальшому вони розраховують навчитися точно "налаштовувати" її за допомогою зміни кристалічної решітки речовин. Це може відкрити дорогу до розробки давньої мрії фізиків – речовини, яка володіє надпровідністю при кімнатній температурі. Така речовина дозволить передавати електрику на скільки завгодно великі відстані без втрат, створювати надшвидкі комп'ютери, а також транспортні засоби на основі ефекту так званої квантової левітації.
Квантовою левітацією зазвичай називають здатність магніту стійко парити над надпровідником. Вона виникає завдяки властивості надпровідників повністю виштовхувати магнітне поле зі свого об'єму. На сьогоднішній день всі надпровідники потребують охолодження до критичної температури, тому дослідні зразки пристроїв, що використовують ефект квантової левітації, наразі надзвичайно дороги.
