Supravodiče jsou rozmarná stvoření. A to je hlavní problém. Ano, elektrický odpor úplně zmizí, ale materiál za to musí „zaplatit“: buď extrémní chlad, nebo monstrózní tlak, nebo směs obojího. Představte si, že si do kufru dáte diamantovou kovadlinu, abyste nabili svůj elektromobil. Veškerý smysl je ztracen.
Nyní se však situace mění.
Fyzici z University of Houston právě vytvořili nový rekord. Podařilo se jim přimět supravodič pracovat při teplotě -122,15°C. Zdálo by se vám to trochu studené? Ale ve srovnání se základní teplotou, která se blíží absolutní nule, je prakticky „horká“.
Dosavadní rekord pro supravodiče při atmosférickém tlaku patřil směsi rtuti, barya a oxidu vápenatého z roku 1993. Její limit byl -140°C. Nová várka materiálu tento výsledek překonala o více než 20 stupňů.
Komprese pro svobodu
jak to udělali?
Materiál “potrápili”.
Tým vzal Hg1223 – supravodič na bázi měďnatého, vrstvený materiál vyrobený z oxidu mědi, rtuti a vápníku – a stlačil jej do diamantové kovadliny. A nejen tak: tlak až 30 gigapascalů. To je téměř 300 000násobek tlaku vzduchu na hladině moře.
A pak najednou tlak povolili.
Tento postup, nazývaný tlakové kalení, uzamkne materiál do metastabilního stavu.
Představte si diamant. Jedná se o uhlík, který byl vystaven tlaku zemské kůry, ale když ho vynesete na povrch, nezmění se zpět na grafit. Zůstává pevná. Uvízne ve své vysokotlaké geometrické struktuře.
Podobně se chová i Hg1223. Když je tlak okamžitě odstraněn, atomy nemají čas se uvolnit a vrátit se do své normální struktury. Tvoří se drobné vady. Právě tyto defekty udržují „tanec“ supravodivých elektronů, i když se tlak vrátí k běžným každodenním hodnotám.
„Protože si tento materiál zachovává supravodivost za normálního tlaku, vědci jej mohou studovat pomocí široce dostupného vybavení,“ říká Hua Zhou z Argona National Laboratory.
Už žádné diamantové kovadliny pro každý experiment. Stačí běžné laboratorní vybavení.
Past stále existuje
Nebuďte nadšení příliš brzy.
Existují supravodiče, které pracují při vyšších teplotách. Například dekahydrid lanthanu funguje při -13 °C. Tento druh chladu lze dosáhnout v domácí mrazničce.
Ale nebudete schopni vytvořit tlak 190 gigapascalů ve své garáži. Jedná se o tlakovou hladinu ve vnějším zemském jádru. Kompromis tedy zůstává stejný: buď vysoká teplota, ale extrémně složité a drahé vytváření tlaku; nebo nízká teplota (-122°C), ale normální tlak.
Hg1223 vyhrál v loterii, pokud jde o tlak, ale prohrál, pokud jde o teplo.
Proč je to důležité?
Protože nyní máme vzorek pro výzkum, který nevyžaduje vytváření specifických geologických podmínek pro pozorování. Můžeme studovat principy jeho fungování. Možná budeme schopni přerušit poslední spojení spojující tyto materiály s hlubokým zmrazením.
Supravodiče pokojové teploty by mohly způsobit revoluci v energetických sítích. Okamžité nabíjení aut. Magnetická levitace bez nutnosti stavět „katedrály“ z magnetů.
Do tohoto okamžiku máme před sebou ještě dlouhou cestu.
Studie byla publikována v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences. To je krok vpřed.
Jeden malý, zmrzlý, mírně stlačený krok.
Jsme dostatečně blízko, aby na tom záleželo?
Možná.
Nebo možná jen čekáme na správný druh tlaku.
