Naučnici sa Univerziteta u Rochesteru u New Yorku objavili su nedavno u uglednom časopisu Nature da su razvili supervodič, odnosno supravodič koji vodi električnu struju bez otpora na sobnoj temperaturi, i to pri relativno niskom pritisku, što je već desetljećima san mnogih naučnika.
Ako se ovo otkriće potvrdi u neovisnim istraživanjima u drugim laboratorijima, moglo bi postati temelj za veliku revoluciju u brojnim tehnologijama za koje je važna električna energija od mobitela do magnetnih vozova.
Supervodič koji radi u takvim relativno uobičajenim uvjetima mogao bi navijestiti novo doba visokoučinkovitih strojeva, superosjetljivih instrumenata i revolucionarne elektronike.
Što je supravodljivost?
Supravodljivost ili supervodljivost svojstvo je nekih materijala da provode električnu struju bez gubitka energije, odnosno bez otpora. To znači da se elektroni u supravodičima mogu slobodno kretati bez sudaranja s drugim elektronima ili s vibracijama kristalnih rešetki i nečistoćama, koje uobičajeno stvaraju otpor.
Mnogi materijali postaju supravodljivi pri vrlo niskim temperaturama koje se približavaju apsolutnoj nuli, obično ispod -200°C, što se naziva kritičnom temperaturom. Supravodljivost se također može postići na golemim pritiscima koji se mjere u stotinama gigapaskala (GPa). Na primjer, supravodljivost na sobnoj temperaturi postignuta je na 267 GPa, što je više od 2400 puta više od pritiska na dnu Marijanske brazde, najdublje tačke u oceanima.
Supravodljivost je 1911. otkrio Heike Kamerlingh Onnes dok je proučavao ovisnost električnoga otpora žive o temperaturi. Primijetio je da taj otpor postaje nemjerljiv na temperaturama nižim od -269 °C. Za to otkriće dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 1913.
Dobri vodiči nisu dobri supravodiči
Svojstvo supravodljivosti do danas je otkriveno u brojnim metalima i legurama. No zanimljivo je da one tvari koje su na običnoj temperaturi najbolji električni vodiči poput zlata, platine, bakra i srebra, zbog određenih fizikalnih svojstava nisu dobri supravodiči.
Supravodljivost ima mnoge praktične primjene, što uključuje uređaje za magnete za medicinsku dijagnostiku, kao što je magnetska rezonanca, magnete za fuzijske reaktore, za detektore u CERN-u, za lebdeće magnetske vozove tzv. 'maglev vozove', za proizvodnju i prijenos energije bez gubitaka itd.
Oprez oko rezultata studije
Kako smo naveli na početku, ove rezultate trebat će potvrditi drugi naučnici u svojim laboratorijima. Oprez je posebno izražen jer je isti tim prof. Ranga Diasa sa Sveučilišta Rochester 2020. objavio jedan rad u Natureu na sličnu temu koji je kasnije bio povučen.
Naime, Dias i njegov tim tvrdili su da su otkrili supravodljivost u spoju ugljika, sumpora i vodika na 15°C. Urednici časopisa Nature povukli su taj rad, unatoč prigovoru Diasa i njegovih koautora, navodeći nepravilnosti u obradi podataka koje su potkopale povjerenje urednika.
Na temelju te historije nekoliko stručnjaka izrazilo je nepovjerenje u nove rezultate Diasove grupe. "Ne samo da je prethodni rezultat bio povučen, već ga drugi istraživači nisu uspjeli reproducirati", upozorio je fizičar Mikhail Eremets s Max Planck instituta za hemiju u Mainzu u Njemačkoj.
"Glavni test valjanosti - ponovljivost – nije prošao, a s moje točke gledišta, to je najvažnija stvar", dodao je. Fizičar Eugene Gregoryanz sa Univerziteta u Edinburghu kaže da je to otkriće, ako je istinito, uistinu veliko.
"Je li to istina ili ne, valjda će vrijeme pokazati", istaknuo je. Postoje i stručnjaci koji su nešto manje nepovjerljivi. Oni smatraju da je teško za vjerovati da bi si Dias i njegovi kolege mogli priuštiti još jedno povlačenje jer bi ono za njihovu karijeru moglo biti pogubno.
Novo otkriće bit će izuzetno važno ako ga potvrde druge skupine istraživača Konačno, Diasov tim unio je određene ispravke i nadopune u raniji, povučeni rad i objavio ga u bazi arXiv.org uz inzistiranje da supravodljivost uistinu funkcionira kako je bilo opisano radu u Natureu.
