ابررساناهای کلاسیک و دمای بالا، از نظر میزان دمای بحرانی که مقاومت الکتریکی از دست می‌رود، تفاوت زیادی باهم دارند. و حالا فیزیکدانان از پرتو ایکس برای نشان دادن یک اختلاف بزرگ دیگر استفاده می‌کنند: ابررساناهای دمای بالا نمی‌تواند همان مکانیسمی را داشته باشد که ابرساناهای کلاسیک دارد. در این مکانیسم جفتشدگی الکترون-فونون فقط سهم از دست دادن مقاومت الکتریکی را دارد، در حالی که سناریوهای دیگر باید برای دمای بالا هم مورد بررسی قرار گیرد.

این مقاله در مجله‌ی نیچر به چاپ رسیده و تیم‌هایی از دانشگاه پلی تکنیک میلان، مرکز مطالعات حالت جامد ماکس پلانک در اشتوتگارت، مؤسسه فناوری کارلسروهه، و سینکروتُن اروپا در گرنوبل فرانسه، در این کار حضور داشتند.

ابررسانای دمای بالا اولین بار ۳۰ سال پیش در زمان شروع کاربردهای بیشتر و بیشتر ابررسانایی کشف شد. این مواد فیزیکدانان را متعجب کردند. حتی برای کاربردهایشان، منشأ ویژگی‌هایشان متفاوت است. نوع محاسبات دمای بحرانی متفاوتی دارند. عنصر کلیدی برای درک آن در فرایند ترکیب الکترون‌ها که بنام زوج‌های مسی معروف شده، قرار دارد. در ابررساناهای کلاسیک، این زوج‌های مسی، بخاطر جفت‌شدگی الکترون-فونون، اندرکنشی بین الکترون‌های حامل جریان و اتم‌های مرتعش شده، در مواد اتفاق می‌افتد.

برای درک این اندرکنش‌ها در دماهای بالا، متیو تیکِن و همکارانش چالشی را در بررسی این ارتعاش‌های اتمی ایجاد کردند که دمای بحرانی‌شان زیر حد عادی در نمونه کلاسیک‌شان است. اتفاقی که می‌افتد، پهنای باند فونون‌ها بسیار باریک در انرژی‌های بسیار پایین و جفت‌شدگی بسیار قوی‌تر از آنچه انتظار می‌رفت بود. جز پرتو ایکس هیچ راه دیگری برای کشف و دیدن این پدیده وجود ندارد. همین نوار باریک باعث می‌شود که بین الکترون‌ها پیوندی برقرار نشود. مرحله‌ی بعدی کار پژوهشی این تیم‌ها بررسی این پدیده در دماهای مختلف خواهد بود.

منبع:

science daily

European Synchrotron Radiation Facility