Szerves szupravezető a láthatáron

A szupravezetés jelenségét száz éve fedezték fel, körülbelül negyedszázada pedig óriási szenzációt jelentett az ún. magas hőmérsékletű szupravezetők felfedezésének híre. Most új szenzáció érlelődik, mert – egy friss Nature-cikk szerint – japán kutatók szerves anyagban, egy szénhidrogénben találtak viszonylag magas hőmérsékleten szupravezetést.

Mintegy száz éve (1911-ben) rendkívül izgalmas jelenséget fedezett fel Heike Kammerlingh Onnes holland fizikus, akit elsősorban az érdekelt, hogyan viselkednek a fémek nagyon alacsony hőmérsékleteken. Amikor higanyt az abszolút nulla érték (mínusz 273,15 Celsius-fok, azaz nulla Kelvin-fok) közelébe hűtött, az anyag hirtelen elveszítette villamos ellenállását, vagyis az elektronok ellenállás nélkül áramlottak benne. Azt a hőmérsékletet, ahol ez a jelenség bekövetkezik, ugráspontnak nevezik. A tudós e felfedezéséért 1913-ban Nobel-díjban részesült. Háromnegyed évszázad múltán újabb szenzáció járta be a világot: 1986-ban bejelentette a svájci Georg Bednorz és Alexander Müller, hogy egy fém-oxiddal 35 Kelvin-fokon értek el ugráspontot (ez nekik is Nobel-díjat hozott, már a rákövetkező évben). Szinte pillanatok alattmegindult a verseny szerte a világon egyre magasabb hőmérsékletek elérésére. A világcsúcsot 1993-ban érték el a tényleg magasnak számító 138 Kelvin-fokkal, ami már „csak” alig mínusz 135 Celsiusfok. A hatalmas érdeklődést mutatja, hogy százezernél több tudományos közlemény jelent meg a kísérletekről, és, kisebbnagyobb ügyeskedések is előfordultak a rekordhajszában.

A magas hőmérsékletű szupravezető anyagok fém-oxidok voltak. A Nature-ben március 4-én megjelent cikk szerzői azonban egy szerves anyagnál észlelték a jelenséget. A huszonkét szén- és tizennégy hidrogénatomból álló, benzolgyűrűkbe rendezett picén szerkezetébe kálium- vagy rubídium atomokat ültettek a kutatók, majd lehűtötték. Ezek a szupravezetők új osztályát jelentik, mivel szerves anyagok –mutat rá Yoshihiro Kubozono, az Okayama Egyetem profeszszora, a kutatócsoport vezetője. A picén nyers kőolajból nyert aromás vegyület, amelynek olvadáspontja 366, forráspontja pedig 520 Celsius-fok körül jár. Az ugráspontja – meglehet, csak egyelőre – nagyon meszsze áll a világcsúcstól: 18 Kelvin-fok. Az újdonság benne, hogy eddig szerves vegyületek között nem is igen kerestek szupravezetőket, hiszen a szénhidrogénekvillamosszempontból többé-kevésbé érdektelenek. Maguk a japán kutatók is elsődlegesen azt vizsgálták, mi történik, ha fématomokkal dopolják („szennyezik”) a picén anyagokat. Fémes viselkedést vártak tőlük, és némi meglepetést okozott, hogy a szupravezetés szempontjából magas hőmérsékleten megjelent a villamos ellenállás nélküli viselkedés. A vizsgálataikhoz vékony réteget alakítottak az anyagból, és térvezérelt tranzisztort építettek belőle.

A bejelentés máris elég nagy érdeklődést váltott ki a szakemberekből. „Bár maga a felfedezés nem rengeti meg felfogásunkat a szupravezetés mibenlétéről, de új kutatási utakat jelöl ki, amikből akár érdekes eredmények is születhetnek” – mondja Jeff Lynn, az amerikai szabadalmi hivatal, az NIST szupravezetéssel foglalkozó fizikus munkatársa.

Nemmindenki boldog a felfedezéstől. Egyes kutatókmáris támadják Kubozono professzorék eredményeit, mondván, eddig is nagyon sokszor jelentettek be vegyületekről szupravezető tulajdonságokat, hogy azután kiderüljön, mégsem azok. „Tényleg van itt egy átmenet, de vajon valóban szupravezetés-e” – kétkedik például az UCLA (a Kaliforniai Egyetem) egyik szakértője, míg egy másik a Harvard Egyetemről azt sem hiszi, hogy a japán kutatócsoport bizonyosan egy új szupravezető anyagot különített el.

Most a nemzetközi tudományos közösségnek kell ellenőrző, kísérletekkel hitelesítenie a szupravezető szénhidrogént.

Lebegés mínuszokban – már a szénhidrogének is?
Lebegés mínuszokban – már a szénhidrogének is?
Top cikkek
Érdemes elolvasni
Vélemény
NOL Piactér

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.