دانشمندان نوع جدیدی از ابررساناها را کشف کردند

مدت‌ها است دانشمندان در نظریه‌های خود به انواع دیگر ابررسانا اشاره می‌کنند و حالا ثابت شد حق با آن‌ها است: در پژوهشی جدید نوع جدیدی از ابررسانای موج g کشف شد. این کشف، پیشرفت خوبی در حوزه‌ی فیزیک ابررسانا است.

ابررساناها موادی فاقد مقاومت الکتریکی هستند؛ بنابراین برق می‌تواند با بازدهی ۱۰۰ درصد از آن‌ها عبور کند. این قابلیت می‌تواند پتانسیل شبکه‌های برقی را بدون اتلاف انرژی بالا ببرد؛ اما این فناوری خالی از چالش نیست. موادی که چنین رفتاری دارند باید تا دماهای پائین سرد شوند تا فرایند ابررسانایی واقعی آن‌ها آغاز شود.

تقریبا کل ابررساناهای شناخته‌شده از نوع تک اسپینی هستند که از زوج‌‌های کوپر الکترونی تشکیل شده‌اند. این زوج‌ها با ترکیب الکترون اسپین بالا و اسپین پائین، مقاومت الکتریکی ماده را از بین می‌برند. درحال‌حاضر دو نوع ابررسانایی در این تعریف صدق می‌کنند: ابررسانایی موج s و موج d.

به بیان ساده، الکترون‌های موجود در زوج‌های کوپر موج s در جهت مستقیمی نسبت به یکدیگر قرار دارند و تکانه‌ی زاویه‌ای یکدیگر را خنثی می‌کنند. ترازبندی متفاوت موج d منجر به ایجاد تکانه‌ی زاویه‌ای مثبت در راستای یک محور و تکانه‌ی زاویه‌ی منفی در راستای محور دوم می‌شود. به این ترتیب، دو واحد تکانه‌ی زاویه‌ای در این نوع ابررساناها وجود دارد. ابررسانای جدید موج g دارای نوع کاملا متفاوتی از تکانه‌ی زاویه‌ی است. این تکانه ازطریق تحلیل طیف‌سنجی تشدید فراصوتی فلز استرانسیوم روتنیوم کشف شد. به‌گفته‌ی برد رامشاو، فیزیک‌دان دانشگاه کرنل:

این آزمایش (آزمایش طیف‌سنجی)، نوع جدیدی از ابررسانا را ثابت می‌کند و فضایی از احتمالات را درباره‌ی ماهیت ابررساناها در اختیارمان قرار می‌دهد. اگر بخواهیم ابررساناها را کنترل کنیم و از آن‌ها در فناوری استفاده کنیم، باید از عملکرد و انواع آن‌ها مطلع شویم.

البته پژوهشگرها در ابتدا به‌دنبال نوعی دیگری از ابررساناها بودند که فعلا در حد فرضیه است: ابررسانای موج p. این ابررسانا می‌تواند از نوع اسپین سه‌گانه باشد که زوج الکترون‌های آن جهت اسپین یکسانی دارند و تکانه‌ی زاویه‌ای یک را تولید می‌کنند (مقداری بین موج s و موج d). آن‌ها موفق به کشف ابررسانایی موج p نشدند؛ اما در عوض نوع دیگری از تکانه‌ی زاویه‌ای را کشف کردند.

داده‌های طیف‌سنج به تقارن استرانسیوم روتنیوم اشاره داشتند. این آرایش منجر به تنظیماتی کاملا جدید برای سرد کردن ماده تا دماهای موردنیاز می‌شود. بر اساس ثابت‌های کشسانی ماده به‌ویژه سرعت صوت عبوری، استرانسیوم روتنیوم نوعی ابررسانای دو مؤلفه‌ای است که قادر به تولید ترکیب پیچیده‌ای از الکترون‌ها است. درنتیجه این ماده را نمی‌توان در گروه ابررساناهای موج s، موج d یا موج p قرار داد.

کشف ابررسانای جدید، قدمی دیگر در جهت درک ابررساناها است. اگر بتوان مقیاس این فناوری را توسعه داد و با دماهای بالاتری با آن کار کرد، مزایای زیادی مثل صفحات مداری و شبکه‌های برق را به‌دنبال خواهد داشت که فاقد هرگونه اتلاف انرژی هستند. تیم پژوهشگرها در آینه به بررسی مواد دیگری خواهند پرداخت که می‌توانند نشانه‌هایی از ابررسانایی موج p را در خود داشته باشند. آن‌ها همچنین به تحلیل بیشتر استرانسیوم روتنیوم خواهند پرداخت؛ زیرا این فلز به دلایل متعددی جذاب است. به‌گفته‌ی رامشاو:

استرانسیوم روتنیوم تنها به‌دلیل خاصیت ابررسانایی مورد توجه نیست. ماهیت این فلز، رفتار آن هنگام تغییر دما و تغییر میدان مغناطیسی از موضوعات موردبررسی هستند.

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید