Naslovnica Tech/Sci Znanost

Sveti gral fizike: Naši fizičari napravili važan korak

Mnogo je materijala koji pokazuju karakteristike supravodljivosti na temperaturama blizu apsolutne nule, a naši su znanstvenici objasnili kako ona djeluje na puno višim temperaturama
06. veljače 2019. u 17:02 5 komentara 1671 prikaza
Foto: Matija Habljak/PIXSELL
Pogledajte galeriju 1/5

Visokotemperaturna supravodljivost ili, drugim riječima, svojstvo materijala da vodi struju bez ikakva otpora, koja više od 30 godina intenzivno zaokuplja pozornost znanstvene zajednice, ima svoje nove znanstvene rezultate, čija eksperimentalna istraživanja potpisuju znanstvenici zagrebačkog PMF-a: Neven Barišić, Damjan Pelc i Miroslav Požek, u suradnji s Petrom Popčevićem s Instituta za fiziku. Njihova istraživanja, predstavljena jučer na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu, pokazala su, naime, kako u visokotemperaturnim supravodičima na bazi kuprata (spojeva bakar-oksida) postoje dva suštinski drukčija tipa naboja, ustvrdivši pritom da supravodljivost suptilno ovisi o njihovu omjeru i međudjelovanju. Koliko je takvo istraživanje važno, svjedoči i činjenica da je kroz godina istraživanja supravodljivosti dobiveno 11 Nobelovih nagrada, što čini 10 posto svih nagrada dodijeljenih u području fizike.

Igor Štagljar ‘POTICANJE’ ZNANOSTI Štagljaru odbijenica. Ministarstvo: Procedura traje, ne zna se finalna rang-lista

No kako laiku objasniti supravodljivost? Pojednostavljeno rečeno: to je stanje pojedinih materijala u kojem električna otpornost sasvim nestaje, tj. električne struje teku bez bilo kakvog otpora.

1 / 5

Nepokretni naboji su ‘ljepilo’

Pojava je fascinantna kao prirodni fenomen, a jasno je da bi u današnjem svijetu koji strateški ovisi o energentima, široka primjena supravodljivih materijala iz temelja utjecala na visokotehnološki razvoj. Primjerice, dramatično bi se smanjile cijene transporta i skladištenja energije ili bi se pak omogućila jednostavna izrada snažnih magneta za superbrze vlakove koji lebde na magnetskim jastucima.

Važni rezultati istraživanja naših znanstvenika već su objavljeni u vodećim svjetskim znanstvenim časopisima poput Nature Communications i Nature Partner Journal – Quantum Materials. U novoobjavljenim radovima istaknuto je da u kupratima postoje dva fundamentalno različita ponašanja naboja koja su presudna za razumijevanje elektroničkih osobina materijala. Dio nositelja naboja je lokaliziran, dok se istovremeno drugi dio nositelja naboja slobodno kreće kroz materijal. Po ovoj interpretaciji, o omjeru pokretnih nositelja naboja i onih lokaliziranih ostvaruje se osjetljiv međuodnos koji određuje supravodljivu temperaturu. Sami znanstvenici poručuju kako činjenica da su dobili takozvanu privlačnu interakciju šupljina naznačava i rješenje.

PMF Nature Communications Znanstvenici s PMF-a novim otkrićem pomaknuli granice supramolekulske kemije

– Postoji međudjelovanje pokretnih i nepokretnih nositelja naboja koji upravljaju u visokotemperaturnim supravodljivim svojstvima sustava. Pri tome nepokretni naboji djeluju kao “ljepilo” koje vezuje pokretne nositelje naboja u Cooperove parove, koji su temelj za razumijevanje klasičnih supravodiča. Jednom upareni nositelji naboja mogu postati supravodljivi i materijal može prenijeti struju bez otpora – objasnio je Petar Popčević.

Nova tehnološka revolucija

To znači da za dobivanje supravodljivosti mora postojati, kako su naglasili znanstvenici, fina ravnoteža pokretnih i nepokretnih nositelja naboja. Ako ima premalo lokaliziranih nositelja naboja, kažu, onda nema dovoljno “ljepila” za uparivanje pokretnih nositelja naboja. Ako je, s druge strane, premalo pokretnih nositelja naboja, onda nema dovoljno pokretnih naboja koji bi se kondenzirali u supravodljivo stanje. U oba slučaja, naglašava tim s PMF-a, nestankom jednog od sustava nositelja naboja nestaje i supravodljivost. S druge strane, pri optimalnom omjeru supravodljivost ostvaruje svoju najvišu temperaturu.

Nobelova nagrada za fiziku nobel za fiziku Njihovo otkriće donijelo je pravu revoluciju! Evo o čemu je riječ

– Naš je izazov bio dokazati da se omjer pokretnih i nepokretnih naboja mijenja postupno kao funkcija temperature ili dopinga, uz uvijek isto karakteristično vrijeme raspršenja za pokretne nositelje naboja – objašnjava Miroslav Požek. Da su ovakvim rezultatom dostigli sveobuhvatnu studiju iz koje će izvesti konceptualnu jasniju fenomenološku sliku supravodljivosti, naglasio je i Neven Barišić, inače dobitnik nagrade Europskog istraživačkog vijeća (ERC) za istraživanja u području supravodljivosti, fenomena koji znanstvenici istražuju desetljećima.

– Mnogo je materijala koji pokazuju karakteristike supravodljivosti na temperaturama blizu apsolutne nule za koje znamo što se događa. No pravi je izazov razumjeti supravodljivost u kupratima, gdje se ona pojavljuje na mnogo višim temperaturama. Mislim da smo zahvaljujući našim istraživanjima tom cilju bitno bliži. Time korak po korak nalazimo put prema supravodičima na sobnoj temperaturi, svojevrsnom “svetom gralu” fizike čvrstog stanja – objašnjava prof. Barišić, svjestan da je njegov tim došao je do izvanrednih rezultata koje bi mogle duboko promijeniti način na koji istražujemo složene materijale i općenito fenomen visokotemperaturne supravodljivosti. A dosadašnji rezultati istraživanja supravodljivosti primjenjuju se najviše u medicini – to je magnetska rezonancija. No neke zemlje svijeta već sada rezultate primjenjuju na dalekovodima i senzorima, a trenutak kada znanstvenici postignu supravodljivost na sobnoj temperaturi značio bi novu tehnološku revoluciju.

Hrvatski znanstvenici koji su predstavili najnovija otkrića

Petar Popčević

Viši asistent u Institutu za fiziku, radi u Laboratoriju za fiziku transportnih svojstava. Rođen je u Kutini, diplomirao je fiziku na PMF-u u Zagrebu, na kojem je obranio i doktorski rad. Glavno područje znanstvenog rada mu je, između ostalog, eksperimentalno istraživanje fizikalnih svojstava kompleksnih metalnih sistema. Rezultate svojih istraživanja objavio je u više od desetak znanstvenih radova.

Miroslav Požek

Doktor prirodnih znanosti, sveučilišni je nastavnik na Fizičkom odjelu Prirodoslovno-matematičkog odjela. Doktorat prirodnih znanosti na Sveučilištu u Zagrebu stekao je obranom disertacije Magnetski ovisan odziv visokotemperaturnih supravodiča na mikrovalno zračenje.

Njegovi radovi dosad su citirani 690 puta, a održao je i šest pozvanih predavanja na važnim međunarodnim skupovima.

Neven Barišić

Izvanredni profesor na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu. Rođen u Parizu, fiziku je diplomirao na PMF-u u Zagrebu, a doktorirao na sveučilištu EPFL u Švicarskoj. U svojoj karijeri godinu i pol proveo je na sveučilištu Stanford u SAD-u, ali i na postdoktoratu na sveučilištu Stuttgart, nakon čega je dobio i poziciju docenta na Tehničkom sveučilištu Beč.

Dobitnik je prestižnog projekta Europskog istraživačkog vijeća (ERC).

Pogledajte video o misterioznim ljudima - tko su zelena djeca, svjedokinja Kennedyjeva ubojstva...

[video: 26181 / Pogledajte video o misterioznim ljudima - tko su zelena djeca, svjedokinja Kennedyjeva ubojstva...]
Zdravstveno osiguranje
Koliko košta zdravlje u 2019. i kako izbjeći duge liste čekanja

A1 izdvaja za Vas

  • serđo12:

    Ne interesira me ni Pelješki most ni ustaše i partizani, već samo da li je Srpska premijerka postala tata?!

  • Petar1234:

    Odlčno i BRAVO ta ovaj znanstveni tim!!!! Daj nam Bože puno više ovakvih vijesti iz Hrvatske!

  • rama1:

    ajde bar nesto pozitivno u novinama...