Per quarant'anni i ricercatori dei superconduttori ad alta temperatura a base di rame hanno creduto che i loro cristalli fossero omogenei da cima a fondo. Una nuova ricerca condotta da scienziati dell'Università di Warwick e della Sorgente Europea di Radiazione di Sincrotrone (ESRF) ha dimostrato il contrario: il materiale è un mosaico di strutture diverse.
La scoperta dell'anno 1986 — i cuprati — prometteva una rivoluzione nella trasmissione di energia senza perdite. Tutte le teorie e i calcoli si basavano sull'idea di un unico reticolo cristallino. Ora questa idea è stata confutata.
Grazie alla diffrazione tridimensionale dei raggi X (3DXRD), il team ha per la prima volta guardato in profondità all'interno del campione di LESCO — un cuprato di lantanio, europio e stronzio. La scansione, dalla temperatura ambiente fino a 100 kelvin, ha rivelato due diverse disposizioni atomiche, separate da confini insolitamente ampi — circa 150 nanometri.
Secondo il chimico Mark Senn, questi confini non si limitano a separare le regioni, ma ostacolano attivamente la superconduttività. Gli elettroni, che dovrebbero formare coppie e muoversi senza resistenza, incontrano ostacoli in queste zone.
Il risultato spiega perché alcuni campioni funzionano meglio di altri e impone una revisione di molte misurazioni precedenti. I futuri modelli dovranno tenere conto di questa disomogeneità interna.
Il metodo 3DXRD, reso possibile dall'ammodernamento dell'ESRF, rivelerà strutture «nascoste» simili anche in altri materiali. Ora la questione è questa: considerare il cuprato una sostanza unica o un insieme di più materiali in un solo cristallo.
Comprendere la struttura reale avvicina l'applicazione pratica dei superconduttori a temperature più elevate.
