Наука9 август 2018

Свръхпроводниците, които удивляват физиката

Купратите, наричани още „странни метали“, проявяват непознати и необясними за науката свойства

Поставени в свръх мощно магнитно поле, странните метали показват непознато до сега поведение.

От откриването им през 1986 г. от Георг Берднорц и Алекс Мюлер, купратите удивляват светът на физиката със своето нетипично поведение. Наричат ги странни метали, за да ги различават от предвидимите и добре изучени нормални като мед и алуминий например. „Чудаците“ поставят пред науката нелеката задача да намери съвсем нов теоретичен фундамент, който да обясни поведението и свойствата им, понеже съществуващият досега се оказва напълно неприложим за тях, казва теоретичният физик Чандра Варма от Калифорнийския университет. Странните метали са „наистина едно от най-интересните явления в областта на физиката в последните десетилетия“ – признава Варма.

Купратите шокират научния свят поне в три аспекта – тяхното съпротивление, способността им за свръхпроводимост, а от съвсем скоро, и с тяхното поведение в силно магнитно поле.

На 3 август 2018 г. престижното научно издание „Сайънс“ публикува статия, в която се описва поведението на купратите в магнитно поле 2 милиона пъти по-силно от това на Земята. Оказва се, че съпротивлението им се увеличава линеарно с нарастване на полето. Нормалните метали не реагират по този начин. При тях зависимостта не е толкова ясно изразена. Ако поведението на двете групи метали се изобрази в графики в координатна система, където единият показател в съпротивлението, а другият – силата на магнитното поле, то за странните метали взаимовръзката се изобразява като диагонала права, докато за всички останали – като крива. Предстои да се търси обяснение и на този феномен.

Макар открито малко по-отдавна, поведението на купратите при повишаване на температурата, остава също така все още необяснено и мистериозно. То отново се различава значително от това на останалите метали. Докато съпротивлението на „нормалните“ е подвластно на сложни принципи, то при „чудаците“ отново е праволинейно – увеличава ли се температурата, нараства и съпротивлението им.

Третата загадъчна особеност на купратите е свързана със спосбността им да провеждат електричество без никакво съпротиление. Докато останалите познати свръхпроводници трябва да се охладят почти до абсолютната нула, за да проявят качествата си, то купратите правят същото при доста по-виоски температури. Това го прави значително по-лесно приложим на практика. Все още не е ясно защо купратът се държи по този начин.