Wyobraźcie sobie pociąg, który pędzi nad szynami bez tarcia, albo ładowanie smartfona, w którym ani jeden wat nie ginie na próżno. Właśnie takie perspektywy otwiera nadprzewodnictwo — zjawisko, w którym prąd elektryczny płynie bez oporu. Jednak przez dziesięciolecia pozostawało ono dostępne jedynie w ekstremalnie niskich temperaturach, wymagających kosztownego chłodzenia ciekłym helem.
Nowe badanie naukowców z uniwersytetów w Utrechcie i Lejdzie oraz z Monachium przybliża upragniony cel. Opublikowana dziś w czasopiśmie Science praca pokazuje, że jeden z dwóch głównych warunków nadprzewodnictwa może już być spełniony w temperaturze pokojowej. To ważny krok naprzód, choć pełny obraz wciąż nie jest jasny.
Nadprzewodnictwo wymaga dwóch rzeczy. Po pierwsze, elektrony muszą łączyć się w pary Coopera. Po drugie, te pary muszą poruszać się synchronicznie — tak zwana spójność fazowa. W zwykłych nadprzewodnikach oba procesy zachodzą jednocześnie w bardzo niskich temperaturach. W materiałach wysokotemperaturowych, odkrytych w latach 1980, sytuacja wygląda inaczej.
Naukowcy ustalili, że pary Coopera w takich materiałach tworzą się już w temperaturach znacznie wyższych niż punkt przejścia w stan nadprzewodzący. „Klej”, który utrzymuje pary, jest wystarczająco mocny, by zachować je nawet w temperaturze pokojowej — zauważa jeden z kierowników badania Ingmar Swart. Wąskim gardłem pozostaje więc właśnie synchroniczny ruch par.
Do pomiarów zespół stworzył własną aparaturę zdolną odróżnić prąd przenoszony przez pojedyncze elektrony od prądu przenoszonego przez pary. Pozwoliło to bezpośrednio obserwować, kiedy i jak dochodzi do parowania. Wyniki potwierdzają: pierwszy kluczowy etap jest osiągalny w zwykłych warunkach.
Jeśli uda się uporać ze spójnością fazową, droga do nadprzewodnictwa w temperaturze pokojowej stanie się realna. Wtedy pojawią się superefektywne linie przesyłowe, potężne komputery kwantowe i magnetyczne pociągi lewitujące bez ogromnych kosztów chłodzenia. Badacze już planują skupić się na tym drugim zadaniu.
Odkrycie nie obiecuje natychmiastowego przełomu, ale jasno wskazuje, w jakim kierunku podążać dalej. Teraz wiadomo, że jedną z głównych przeszkód można pokonać — i to budzi uzasadnioną nadzieję.
