Alimlər, əvvəllər düşünüldüyündən daha yüksək temperaturda baş verən superkeçiricilik üçün kritik bir proses kəşf ediblər. Bu kəşf, otaq temperaturunda superkeçiricilərə səbəb ola bilər.

Alimlər, superkeçiriciliyin baş verməsi üçün zəruri olan kritik prosesi, ilk öncə düşünüldüyündən daha yüksək temperaturda müşahidə ediblər. Bu kəşf, elektrikli izolyasiya edən bir materialda baş verib və elektronların cütləşmə davranışının 123 dərəcə Selsi həddindən artıq aşağı temperaturda belə baş verə biləcəyini ortaya qoyub. Bu proses, superkeçirici materiallarda demək olar ki, itkisiz elektrik axınının açarlarından biri hesab olunur.

Fiziklər, bu vəziyyətin niyə baş verdiyini hələ dəqiq başa düşə bilməyiblər. Lakin bu sirri həll etmək otaq temperaturunda olan superkeçiriciləri tapmağa kömək edə bilər. Araşdırmanın həmmüəllifi və Stenford Universitetinin tətbiqi fizika üzrə doktorantı Ke-Jun Xu deyib: “Elektron cütləri bizə superkeçirici olmağa hazır olduqlarını bildirirlər, lakin bir şey onlara mane olur“. Tədqiqatçıların fikrincə, əgər bu cütləri sinxronlaşdırmaq üçün yeni bir yol tapa bilsək, ondan daha yüksək temperaturda işləyən superkeçiricilər yaratmaq üçün istifadə edə bilərik. Superkeçiricilik, elektronların materialda hərəkət edərkən yaratdığı dalğalardan ortaya çıxır. Kifayət qədər aşağı temperaturda bu dalğalar, atom nüvələrini bir-birinə çəkir və ikinci elektronu birinci elektrona cəlb edən cüzi bir yük sürüşməsinə səbəb olur. Normalda 2 mənfi yükün bir-birini dəf etməsi gözlənilir, lakin burada qəribə bir şey baş verir: Elektronlar “Cooper cütü” adlanan bir quruluş meydana gətirirlər.

Bilməyənlər üçün qeyd edək ki, Cooper cütü, super keçiricilikdə əsas anlayışdır. Normalda 2 elektronun eyni boşluqda olması çətindir, çünki onlar bir-birini itələyirlər, çünki hər ikisi mənfi yüklüdür. Lakin çox aşağı temperaturda maddədəki elektronlar atom nüvələrinin yaratdığı cazibə səbəbindən cüt-cüt hərəkət edə bilir. Bu cütlərə Cooper cütləri deyilir. Cooper cütləri, materialın içərisində sürtünmədən və enerji itkisi olmadan hərəkət edə bilər və super keçiricilik adlı bir vəziyyət yaradır. Bu birləşmə, superkeçirici materiallara elektrik cərəyanını müqavimətsiz keçirməyə imkan verir. 1911-ci ildə holland fiziki Heike Kamerlingh Onnes tərəfindən kəşf edilən ilk superkeçiricilər, demək olar ki, mütləq sıfırda (təxminən -273 dərəcə) sıfır elektrik müqaviməti vəziyyətinə keçid edirdi. Lakin 1986-cı ildə mis əsaslı bir material olan kuprat, nisbətən daha yüksək -135 dərəcə temperaturda superkeçirici ola bilib. Fiziklər, bu kəşfin otaq temperaturunda işləyən superkeçiricilərə səbəb olacağına ümid edirdilər, lakin bu proses gözlənildiyi kimi getməyib.

Yeni araşdırma aparan elm adamları, neodimium serium mis oksidi adlı kuprat üzərində işləməyə başlayıblar. Bu materialın maksimum superkeçirici temperaturu kifayət qədər aşağı, yəni -248 dərəcə olduğu üçün bu günə qədər çox diqqət çəkməmişdir. Lakin tədqiqatçılar, bu materialın səthinə ultrabənövşəyi şüalar tutduqları zaman gözlənilməz bir vəziyyətlə qarşılaşıblar. Normalda, işıq paketləri kuprata dəydikdə və cütləşməmiş elektronları daşıdıqda, bu elektronlar materialdan çıxır və material çox enerji itirir. Bununla belə, Cooper cütlərindəki elektronlar, buna müqavimət göstərə bilər və material yalnız az miqdarda enerji itirir. Tədqiqatçılar, bu yeni materialda enerji boşluğunun 150 K-a qədər davam etdiyini və bu cütləşmənin elektrik axınına ən davamlı olan nümunələrdə ən güclü olduğunu tapdılar. Bu onu göstərir ki, kupratın otaq temperaturunda superkeçirici olma ehtimalı az olsa da, bu vəziyyəti həll etməyin yolları haqqında ipucuları ehtiva bilər.

technote.az