دانشمندان کشفی مهم انجام داده‌اند که می‌تواند به ساخت ابررساناهایی با دمای عملیاتی بالاتر منجر شود. آن‌ها به طور غیرمنتظره‌ای پدیده جفت‌سازی الکترون‌ها، یکی از ویژگی‌های اصلی ابررسانایی، را در دمایی بالاتر از حد انتظار مشاهده کردند.
به گزارش سرویس اخبار فناوری و تکنولوژی تکنا، نکته جالب توجه این است که این پدیده در یک ماده عایق ضدفرومغناطیس رخ داده است؛ نوعی ماده که پیش‌بینی می‌شد چنین رفتاری از آن نخواهیم دید. با وجود اینکه این ماده خاص هنوز مقاومت صفر از خود نشان نداده است که ویژگی اصلی ابررساناهاست، اما این کشف امکان توسعه مواد مشابه به ابررساناهایی با دمای عملکرد بالاتر را افزایش می‌دهد.
تیمی از محققان آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلاک، دانشگاه استنفورد و سایر موسسات، یافته‌های خود را در مجله ساینس منتشر کرده‌اند. در طول قرن گذشته، دانشمندان اطلاعات زیادی درباره نحوه عملکرد ابررساناها کسب کرده‌اند. آن‌ها می‌دانند که برای ابررسانا شدن یک ماده، الکترون‌ها باید جفت شوند و این جفت‌ها باید هماهنگ حرکت کنند.
کی-جون شو، دانشجوی فارغ‌التحصیل استنفورد و یکی از نویسندگان مقاله، از یک تشبیه برای توضیح این پدیده استفاده کرد: «جفت‌های الکترون به ما می‌گویند که آماده ابررسانا شدن هستند، اما چیزی مانع آن‌ها می‌شود. اگر بتوانیم روش جدیدی برای هماهنگ کردن این جفت‌ها پیدا کنیم، می‌توانیم آن را برای ساخت ابررساناهای دمای بالاتر استفاده کنیم.»
ابررساناهای معمولی که به خوبی شناخته شده‌اند، در دمایی نزدیک به صفر مطلق کار می‌کنند. در این مواد، ارتعاشات شبکه باعث جفت شدن الکترون‌ها و رقص هماهنگ آن‌ها می‌شود. از سوی دیگر، ابررساناهای غیرمعمولی در دمای بسیار بالاتری کار می‌کنند. در این مواد، اعتقاد بر این است که چیزی فراتر از ارتعاشات شبکه به جفت شدن الکترون‌ها کمک می‌کند. اگرچه دانشمندان دقیقاً نمی‌دانند که این عامل چیست، اما بهترین گزینه اسپین‌های نوسانی الکترون‌ها است. در این مطالعه، محققان روی خانواده‌ای از مواد کُپرات تمرکز کردند که به دلیل دمای حداکثری ابررسانایی نسبتاً پایین در مقایسه با سایر کُپرات‌ها، به طور عمیق مطالعه نشده بود.
محققان از نور فرابنفش بر روی نمونه‌های ماده کُپرات برای بررسی ساختار اتمی آن‌ها استفاده کردند. این فرآیند باعث می‌شود الکترون‌ها از ماده خارج شوند. هنگامی که این الکترون‌ها در حالت جفت شده قرار دارند، خارج کردن آن‌ها کمی دشوارتر است و شکافی انرژی ایجاد می‌شود. این شکاف تا دمای ۱۵۰ کلوین وجود داشت که نشان می‌دهد جفت‌سازی الکترون‌ها در دمای بسیار بالاتر از حالت مقاومت صفر که در حدود ۲۵ کلوین ظاهر می‌شود، رخ می‌دهد.
در حالی که کُپرات مورد مطالعه ممکن است ماده‌ای برای رسیدن به ابررسانایی در دمای اتاق نباشد، اما یافته‌های این تحقیق مسیر جدیدی را برای آینده باز می‌کند. ژی-کسون شن، استاد دانشگاه استنفورد و سرپرست تحقیق، نتیجه‌گیری کرد: «یافته‌های ما مسیر جدید و امیدوارکننده‌ای را باز می‌کند. ما قصد داریم در آینده این شکاف جفت‌سازی را مطالعه کنیم تا به مهندسی ابررساناها با استفاده از روش‌های جدید کمک کنیم.»
source