Skupina znanstvenika među kojima je većina vezana za Hrvatsku i Prirodoslovno-matematički fakultet u Zagrebu uspjela se još za korak približiti jednom od ideala fizike. Supravodljivost je svojstvo gdje materijal može prenositi električnu energiju bez gubitaka. Nastojanja da se do nje dođe pri sobnoj temperaturi stalna su. Zbog svojeg konceptualnog i tehnološkog značaja istraživanja supravodljivosti nisu bez prijepora, čak i skandala. Visokotemperaturna supravodljivost vezana je za moderne materijale naprednih magnetskih i elektroničkih svojstava. A sada je prvi put u Hrvatskoj osmišljen i sintetiziran jedan takav napredan materijal iznenađujućih magnetskih svojstava. Vijest je to koja je jučer odjeknula medijima, a mi smo razgovarali s našim znanstvencima koji su radili na projektu.
Međunarodna suradnja
Taj novi materijal se zove murunskit te, iako je dobiven u monokristalnoj formi, on je po svojoj prirodi neuređene atomske strukture. Međutim, unatoč tom neredu u rasporedu magnetskih atoma, pokazuje potpuni magnetski i orbitalni sklad. To je svojstvo koje bi moglo biti ključno za razvoj novih magnetskih materijala, ali i razumijevanje supravodiča.
– Ideja iza istraživanja murunskita realizirana je kroz nedavno osnivanje Laboratorija za sintezu novih materijala na PMF-u, čiji je osnovni cilj potpuno zaokruživanja ciklusa unutar fundamentalnih istraživanja fizike materijala. Takav laboratorij omogućuje hrvatskim znanstvenicima da samostalno zamisle i sintetiziraju materijale, a potom i detaljno prouče nove fizikalne fenomene u njima. U tom procesu, precizna kontrola samog materijala od izuzetne je važnosti, jer su kvantna stanja u materijalima s novim elektroničkim i magnetskim svojstvima često u vrlo osjetljivoj ravnoteži. Bez takve kontrole i temeljite karakterizacije nije moguće danas općenito provoditi vrhunska, globalno relevantna istraživanja. Sada je taj ciklus zaokružen na PMF-u, čime je, među ostalim, mladim istraživačima omogućen izravan pristup najsuvremenijim materijalima i alatima za daljnja istraživanja. Naravno, kada se otkrije novi fenomen, prirodno se postavlja pitanje njegove primjenjivosti. Načelno se rezultati koje smo dobili mogu komercijalizirati, no uvijek je potrebno određeno vrijeme i dodatni napor da se potencijal primjena u potpunosti razvije. Fenomen koji smo otkrili zanimljiv je i s fundamentalnog i s primijenjenog aspekta. Konkretno, naša istraživanja objavljena su u časopisu Advanced Functional Materials, koji je više usmjeren prema primjeni. Posebno je intrigantno to što materijal spontano razvija iznimno male pločice neosjetljive na nered s zanimljivim magnetskim svojstvima, što je onda izuzetno atraktivno u kontekstu razvoja kvantnih tehnologija – rekao nam je prof. dr. sc. Neven Žitomir Barišić s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta. Bio je to odgovor na naše pitanje o mogućnosti komercijalizacije materijala koji magnetski red postiže na -176 Celzija kada se atomi željeza počnu ponašati usklađeno, upravo kao što se i svi kompasi okreću prema sjeveru. Sve to unatoč tome što je murunskit sačinjen od potpuno nasumično raspoređenih atoma željeza i bakra gdje atomi željeza imaju magnetska svojstva, a oni bakra ne.
Ovo pokazuje kako funkcionalni red koji je svojstvo i naprednih magnetskih materijala i supravodiča ne zahtijeva kristalni red što mijenja mnoga očekivanja i vjerovanja u fizici materijala. Važan je cilj dobivanje materijala koji će voditi struju bez gubitaka i potrebe za dubokim hlađenjem, a ovo otkriće ukazuje kako bi takvi materijali mogli više ličiti murunskitu nego idealiziranim kristalima iz udžbenika.
– Murunskit postoji kao mineral u prirodi, no samo u obliku sićušnih natruha u stijenama. Prvi je put pronađen u Murunskom masivu u Sibiru, po kojem je i dobio ime. U laboratoriju smo, međutim, razvili način za sintezu velikih monokristala visoke kvalitete, polazeći od osnovnih elemenata, kojih obilato ima u prirodi. Takve monokristale može se koristiti za različite eksperimentalne tehnike. Budući da je riječ o materijalu slojevite, listićaste strukture, razmjerno ih je lako mehaničkim kalanjem pripremiti do debljine od svega nekoliko atomskih slojeva, svojstvo koje ga dodatno čini zanimljivim za razvoj kvantnih tehnologija – kaže prof. Barišić. Novo je otkriće potvrđeno analizom rezultata dobivenih uz pomoć nuklearnog reaktora kao izvora neutronskog snopa. Cijelo su istraživanje idejno začeli znanstvenici s PMF-a, a proveli ga u suradnji s međunarodnim timom suradnika iz Austrije, Francuske, Poljske, Švicarske, Singapura i SAD-a.
– Najveći udio znanstvenika na projektu je bio iz Hrvatske, a nekoliko inozemnih znanstvenika bili su zaposleni na hrvatskim institucijama. Naime, ono što radimo jest izvrsna znanost, tako da je očekivano da imamo brojne suradnje i da neki od znanstvenika imaju interesa doći u Zagreb i raditi s nama. Svi su supotpisnici članka odradili svoj dio te su svi bitno pridonijeli na svoj način kako bi se ostvario jedan kompleksan pothvat. On obuhvaća brojne najrazvijenije eksperimentalne metode – ističe prof. Barišić.
Devijacije u znanosti
Visokotemperaturna supravodljivost je za svakog fizičara iznimno atraktivna tema gdje se u toj ambiciji i želji koji put kroči i izvan dozvoljenog teritorija. Lanjski prijepor, da ne kažemo skandal, izazvao je jedan znanstvenik tvrdeći kako je pronašao prvi supravodič koji funkcionira na sobnoj temperaturi. Ali je rad, koji je objavljen čak u Natureu, morao biti povučen kao netočan.
– Tim ljudi u Zagrebu koji radi na ovoj problematici iznimno je oprezan u svojim tvrdnjama. Nerijetko prođu i godine od trenutka kada izmjerimo nešto što nam se učini zanimljivim do trenutka kada to objavimo. Tijekom tog vremena strpljivo i pažljivo, bez pritiska broja publikacija ili napredovanja u karijeri, provjeravamo i potvrđujemo rezultate. To je kultura koju trebamo njegovati. Politika brzog objavljivanja upitnih, dijelom pogrešnih, ili čak izmišljenih rezultata razorna je za znanost i znanstvenu zajednicu. To se dogodilo s izvješćima o supravodljivosti u nekim spojevima vodika na visokom tlaku. No sam fenomen supravodljivosti je neupitan i potvrđen na nizu materijala. Nažalost, zbog potpuno pogrešnih kriterija koje nameću razni donositelji odluka, koji često ni ne razumiju znanstveni rad koji bi trebali ocjenjivati, u znanosti dolazi do ozbiljnih i štetnih pojava, poput skandala koji ste spomenuli. O tome bi se moglo dugo govoriti, ali zapravo je stvar vrlo jednostavna: potrebno je stvoriti sustav koji omogućuje znanstvenicima da se bave stvarnim problemima, a ne da život troše na puko zadovoljavanje irelevantnih parametara, poput pukog brojenja radova. Takva logika vodi u razne devijacije – zaključuje prof. Barišić.
FOTO Na nebu iznad Hrvatske sinoć su se pojavili crveni vilenjaci: Evo što znamo o tom rijetkom fenomenu
