Supravodivost v kvazikrystalech

Supravodivost v krystalických látkách je dnes už poměrně dobře prozkoumána, ale nedávno vyšla studie, která se popisuje objev supravodivostui v tzv. kvazikrystalech.[1]

Krystal
Pevná látka, jejíž základní stavební buňka se pravidelně opakuje ve všech třech rozměrech. Příkladem krystalických látek je kuchyňská sůl (NaCl) nebo diamant.
Supravodič
Vodič, který po ochlazení pod kritickou teplotu vede elektrický proud bez odporu.

Kvazikrystaly byly poprvé připraveny v roce 1982, v roce 2011 byla za jejich objev udělena Nobelova cena za chemii.[2] Od krystalů se liší tím, že u nich nenacházíme periodicitu základní jednotky na větší vzdálenost a vyskytují se v nich neobvyklé (v krystalech) prvky symetrie, např. pětičetná rotační osa. Na základě jejich objevu došlo i ke změně definice krystalu:[3]

Krystal je jakákoli pevná látka, jejíž difrakční diagram je bodový.

Model kvazikrystalu Al-Pd-Mn

Model kvazikrystalu Al-Pd-Mn

Japonský vědecký tým studoval chování slitin AlZnMg. Krystalické fáze této slitiny jsou známými supravodiči, ale její struktura je pochopitelně závislá na poměru jednotlivých kovů. Pkud snižujeme obsah hliníku, při zachování obsahu hořčíku, kritická teplota supravodiče klesne z 0,8 K na 0.2 K. Ale při poklesu obsahu hliníku až na 15 % dojde ke vzniku kvazikrystalu a poklesu kritické teploty až na hodnotu 0,05 K. Tato hodnota je velmi nízká a těžko dosažitelná. V práci bylo použito chladící zařízení založené na rozpouštění izotopů helia 3He a 4He.

U konvenčních supravodičů je supravodivost vysvětlována párováním elektronů do tzv. Cooperových párů, které se chovají jako Boseho-Eisteinův kondenzát a proto dokáží procházet materiálem bez elektrického odporu. Pro kvazikrystaly jsou zvažovány tři teorie supravodivosti, z nichž nejexotičtější předpokládá existenci speciálního elektronického stavu, který může nastat pouze v blízkosti absolutní nuly.

Literatura

  1. Discovery of superconductivity in quasicrystal
  2. The Nobel Prize in Chemistry 2011
  3. Crystal

Napsat komentář