Teorie crucială pentru înţelegerea materialelor superconductoare, demonstrată experimental

Autor: Aurelian Mihai 08.03.2016

Electronice mai eficiente care nu se supraîncălzesc, până la mijloace de transport ultra-rapide care se deplasează folosind principiul levitaţiei – toate sunt posibile folosind o nouă generaţie de materiale superconductoare, deosebite de conductorii electrici obişnuiţi prin faptul că permit trecerea curentului electric fără a opune nici un fel de rezistenţă.

Posibilă doar cu o varietate restrânsă de materiale şi numai la temperaturi cu mult sub 0°C, starea de superconductivitate apare atunci când electronii care în mod normal se deplasează haotic, urmând propriile orbite în jurul atomilor, ajung să formeze perechi. În starea de superconductivitate, electronii care în mod normal se resping rămân cuplaţi în perechi ce pot străbate structura materialului fără a întâmpina nici un fel de rezistenţă.

Deloc surprinzător, acest conductor electric ideal rezolvă o sumedenie de probleme care au ţinut în loc avansul tehnologic în domenii cheie din medicină (aparate de diagnoză cu rezonanţă magnetică), transport (trenuri MAGLEV), senzori cu aplicaţii speciale, computere bazate pe principii de mecanică cuantică şi electronice de tot felul. Problema este că superconductivitatea nu poate fi obţinută decât la temperaturi de -70°C sau mai jos, condiţie greu de respectat în afara laboratoarelor special echipate.

Însă potrivit unei teorii formulată în anul 1989 de un profesor pe nume Chandra Varma, fenomenul superconductivităţii apare datorită unei schimbări de fază cu totul neobişnuită, determinând curenţii electrici să formeze loop-uri pe măsură ce curg prin structura materialului. Din păcate ipoteza foarte îndrăzneaţă nu a putut fi confirmată pe cale experimentală, până acum.

Profitând de facilităţile puse la dispoziţie de National Laboratory for Superconductivity din Beijing, Candra Varma – ajuns între timp profesor de astrofizică la Universitatea California Riverside – a reuşit măsurarea experimentală a fenomenelor care duc la apariţia superconductivităţii, instrumentele laser de ultimă generaţii oferind rezultate care confirmă predicţiile teoriei formulate în anul 1989.

„Folosind teoria mea, pot prezice exact ce parametrii trebuie să întrunească un material pentru atinge superconductivitatea la temperaturi mai înalte”, declară profesorul Varma. Deşi nu constituie nicidecum o garanţie, existenţa unei formule confirmată ştiinţific pentru descrierea fenomenului de superconductivitate ar putea netezi calea spre dezvoltarea unor materiale care să-şi păstreze proprietatea de superconductor la temperatura camerei.

Tags: