Tiek atklāts jauns matērijas stāvoklis vai kas ir dīvainu metālu noslēpums

Zinātnieki salīdzinoši ilgu laiku ir noskaidrojuši, ka diezgan sarežģītas vara - kuprātu kombinācijas uzvedība atšķiras no klasiskajiem metāliem. Un saskaņā ar jaunāko pētījumu rezultātiem zinātnieki tajos ir atklājuši pilnīgi jaunu matērijas stāvokli.

Šo materiālu izmantošana parāda plašas perspektīvas augstas temperatūras supravadītāju veidošanā, kas tik ļoti nepieciešami mūsdienu enerģētikai un visai nozarei kopumā. Apskatīsim, kāda ir šo "dīvaino materiālu" īpatnība.

Pirmie augstas temperatūras vadītāju atklājumi

Jau tālajā 1911. gadā supravadītspējas atklājums tika veikts Holandē. Tika konstatēts, ka tikai trīs Kelvina temperatūrā dzīvsudraba pretestība nokrītas līdz nullei (elektrība tiek pārraidīta bez zaudējumiem).

Turklāt šī ietekme tika novērota citos materiālos, taču vienmēr temperatūra, kurā tika novērota supravadītspēja, saglabājās ārkārtīgi zema.

Izmaiņas notika tikai 1986. gadā. Tieši tad IBM inženieri izveidoja pirmo augstas temperatūras supravadītāju - cupratlantānu un bāriju. Šim K. Müllers un G. Bednorcs saņēma Nobela prēmiju.

Supravadītājus ar minimālo temperatūru 77 Kelvin (bet ne zemāku) sauc par augsttemperatūru. Šī ir temperatūra, kurā vārās šķidrais slāpeklis.

Pašlaik slavenākais augstas temperatūras supravadītājs ir BSCCO (bisco sviestmaize), kas sastāv no bismuta oksīda, stroncija, vara un tīra kalcija slāņiem.

Pateicoties šiem materiāliem, elektrotehnikā, transportā un enerģētikā tika izveidotas īpašas ierīces un izstrādājumi.

Kas ir dīvainu metālu noslēpums

Neskatoties uz to, ka kuprāti jau tiek pilnībā izmantoti, lielajā hadronu koliderī no tiem tiek izgatavoti simtiem metru vadi. Zinātnieki līdz šai dienai pilnībā neizprot augstas temperatūras vadītspējas fiziku.

BCS teorija (nosaukta pēc tās radītājiem D. Bardins, L. Kūpers un
D. Schrieffer) lieliski raksturo supravadītspēju virs 30 Kelvin. Bet tikai paaugstinoties temperatūrai, kad pazūd supravadītspējas ietekme, kuprāti sāk uzvesties nevis kā parastie materiāli.

Kuprātu elektriskā pretestība samazinās lineāri un nevis proporcionāli temperatūras starpības kvadrātam. Tas ir pretrunā ar Fermi šķidruma teoriju, kuru 1956. gadā formulēja Levs Landau.

Ārkārtīgi zemā temperatūrā elektroni demonstrē elektrongāzes uzvedību, un radušos mijiedarbību apraksta kvantu mehānikas vienādojumi.

Tajā pašā laikā Fermi šķidruma teorija darbojas lielākajā daļā metālu, izņemot bēdīgi slavenos kuprātus. Tāpēc fiziķi tos ir ievietojuši īpašā "dīvaino metālu" apakšsadaļā.

Šādos "zemmetālos" elektroni pārvietojas ārkārtīgi vāji un nelielos attālumos. Šajā gadījumā notiek intensīva enerģijas izkliedēšana.

Tāpēc "dīvaini metāli" atrodas tieši vidū starp parastajiem metāliem un izolatoriem.

Daudzi pētījumi ir atklājuši lielu skaitu "apakšmetālu", bet bez supravadītspējas īpašībām. Tas vēl vairāk sajauca kuprāta situāciju.

Kupratu un magnētiskā lauka supravadītspēja

Eksperiments, ko veica starptautiska zinātniska grupa no ASV, Vācijas un Kolumbijas, parādīja, ka spēcīga 60-70 Tesla magnētiskā lauka (tas ir milzīgs vērtība, pie kuras supravadītāji zaudē savas vadošās īpašības) maina kuprātu pretestību lineāri, nevis atbilstoši kvadrātiskajam likumam, kā tas ir "normāla" gadījumā metāli.

Citiem vārdiem sakot, kuprātiem piemīt metālu īpašības, taču ar lielu nevēlēšanos.

Jauns matērijas stāvoklis

Uzkrājot eksperimentālos datus par kuprātiem, tas norāda, ka tas nav nekas cits, kā absolūti unikāla matērijas forma, ko nosaka kvantu sapīšanās realitātes makroskopiskajā pasaule.

Un Ņujorkas Flatiron institūta inženieru grupai izdevās izveidot "savādu metālu" digitālo modeli, kas apstiprināja pieņēmumu, ka tas nav nekas cits kā jauns matērijas stāvoklis. Tā sauktā starpposma forma starp parastajiem vadošajiem metāliem un izolācijas materiāliem.

Tāpēc atliek izdomāt nosaukumu jaunajam matērijas stāvoklim un turpināt pētījumus.

Vai jums patika materiāls? Mums patīk, abonējam un komentējam. Paldies, ka izlasījāt līdz galam.