Rayların üzerinde sürtünmesiz uçan bir tren ya da tek bir vatın bile boşa harcanmadığı bir akıllı telefon şarjı hayal edin. Süperiletkenlik, yani elektrik akımının direnç olmadan akması olgusu, tam da bu tür ufuklar açıyor. Ancak onlarca yıl boyunca bu olgu yalnızca pahalı sıvı helyum soğutması gerektiren aşırı düşük sıcaklıklarda mümkün olabildi.
Utrecht, Leiden üniversiteleri ve Münih'ten bilim insanlarının yeni araştırması bu özlemi duyulan hedefe yaklaşıyor. Bugün Science dergisinde yayımlanan çalışma, süperiletkenliğin iki temel koşulundan birinin artık oda sıcaklığında gerçekleşebileceğini gösteriyor. Bu önemli bir ileri adım, ancak tam tablo henüz net değil.
Süperiletkenlik iki şey gerektirir. Birincisi, elektronların Cooper çiftleri oluşturması gerekir. İkincisi, bu çiftlerin eşzamanlı hareket etmesi, yani sözde faz koheransı gerekir. Sıradan süperiletkenlerde her iki süreç de çok düşük sıcaklıklarda aynı anda gerçekleşir. 1980'lı yıllarda keşfedilen yüksek sıcaklık malzemelerinde ise durum farklıdır.
Bilim insanları, bu tür malzemelerde Cooper çiftlerinin süperiletken duruma geçiş noktasından çok daha yüksek sıcaklıklarda oluştuğunu ortaya koydu. Araştırmanın yürütücülerinden Ingmar Swart, "Çiftleri bir arada tutan 'tutkal', onları oda sıcaklığında bile koruyacak kadar güçlü" diyor. Dolayısıyla darboğaz, tam da çiftlerin eşzamanlı hareketi olarak kalıyor.
Ölçümler için ekip, tek tek elektronların taşıdığı akımı çiftlerin taşıdığı akımdan ayırt edebilen kendi donanımını geliştirdi. Bu, eşleşmenin ne zaman ve nasıl gerçekleştiğini doğrudan gözlemlemeyi mümkün kıldı. Sonuçlar, ilk kilit aşamanın normal koşullarda ulaşılabilir olduğunu doğruluyor.
Faz koheransı da çözülebilirse, oda sıcaklığında süperiletkenliğe giden yol gerçekçi hale gelecek. O zaman devasa soğutma maliyetleri olmadan yüksek verimli elektrik iletim hatları, güçlü kuantum bilgisayarlar ve manyetik olarak havada süzülen trenler ortaya çıkacak. Araştırmacılar şimdiden bu ikinci göreve odaklanmayı planlıyor.
Keşif ani bir atılım vaat etmiyor, ancak bundan sonra hangi yönde ilerlenmesi gerektiğini açıkça gösteriyor. Artık temel engellerden birinin aşılabilir olduğu açık — ve bu, yerinde bir umut veriyor.
