Suốt bốn mươi năm, các nhà nghiên cứu chất siêu dẫn nhiệt độ cao gốc đồng cho rằng tinh thể của chúng đồng nhất từ đầu đến cuối. Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học từ Đại học Warwick và Nguồn bức xạ synchrotron châu Âu (ESRF) cho thấy điều ngược lại: vật liệu là một bức khảm gồm nhiều cấu trúc khác nhau.
Phát hiện của năm 1986 — các cuprat — từng hứa hẹn một cuộc cách mạng trong việc truyền năng lượng không tổn thất. Mọi lý thuyết và tính toán đều dựa trên quan niệm về một mạng tinh thể duy nhất. Nay quan niệm ấy đã bị bác bỏ.
Nhờ phương pháp nhiễu xạ tia X ba chiều (3DXRD), nhóm nghiên cứu lần đầu tiên nhìn sâu vào bên trong mẫu LESCO — cuprat lantan-europi-stronti. Việc quét từ nhiệt độ phòng đến 100 kelvin đã phát hiện hai cách sắp xếp nguyên tử khác nhau, được phân cách bằng những ranh giới rộng bất thường — khoảng 150 nanomet.
Theo nhà hóa học Mark Senn, những ranh giới này không chỉ phân chia các vùng mà còn chủ động cản trở tính siêu dẫn. Các electron lẽ ra phải tạo thành cặp và chuyển động không điện trở lại gặp chướng ngại trong những vùng này.
Kết quả này giải thích vì sao một số mẫu hoạt động tốt hơn những mẫu khác, đồng thời đòi hỏi phải xem xét lại nhiều phép đo trước đây. Các mô hình tương lai cần tính đến sự không đồng nhất bên trong này.
Phương pháp 3DXRD, trở nên khả thi nhờ việc nâng cấp ESRF, sẽ phát hiện những cấu trúc "ẩn" tương tự ở các vật liệu khác. Câu hỏi đặt ra giờ đây là: nên coi cuprat là một chất duy nhất hay là một tập hợp nhiều vật liệu trong cùng một tinh thể.
Hiểu được cấu trúc thực sự sẽ đưa ứng dụng thực tiễn của chất siêu dẫn ở nhiệt độ cao hơn đến gần hơn.
