Forskere kan have regnet ud, hvordan man leder superledere

Når elektricitet ledes gennem en form for medium, reduceres styrken sædvanligvis i en vis kapacitet af lederen. Dette er kendt som elektrisk modstand - og i de 100 plus år, vi har spillet rundt med elektricitet, har vi været nødt til at håndtere modstand. Gennemførelse af elektricitet med nul modstand - superledning - er stort set umuligt lige nu. Så det faktum, at forskere i Det Forenede Kongerige for nylig opgravede et nøgle mysterium bag dette fænomen er et afgørende skridt i retning af at revolutionere, hvordan vi anvender elektricitet til at drive alle de ting, der er vigtige for vores moderne livsstil.

Lad os bremse her et øjeblik. Uden elektrisk modstand kunne vi designe strømnettet, der løber utroligt effektivt - ud over vores vildeste drømme. Vi skaber også super-hurtige levitating tog, elektriske generatorer, der er lavere i vægt og volumen, nye former for strømlagring, og meget mere.

Problemet: superledningsevne er kun mulig ved ekstremt lave temperaturer. Og dermed mener jeg absolut nul. Kun ved denne temperatur kan elektronerne parre op for at give næsten perfekt elektrisk ledningsevne.

Oprettelse af et absolut nul-miljø er imidlertid sindssygt upraktisk. Mange forskere forsøger at få superledningsevne ved højere temperaturer, men de har haft meget begrænset succes. Det største problem er, at det bare er svært svært at studere, hvad der foregår i så lille skala og ved så lave temperaturer.

Den nye undersøgelse, forfattet af forskere ved University of Waterloo og udgivet i Videnskab, kaster lys på nogle af de mønstre der sker under høj temperatur superledningsevne. Holdet brugte en ret ny teknik kaldet "soft x-ray scattering" for at se adfærd af superledende elektroner ved høje temperaturer.

Kort sagt har forskerne fundet ud af, at visse typer højttemperatur superledere er karakteriseret ved elektron nematicitet - hvor elektron skyde flytter ind i en justeret og retningsbestemt rækkefølge.

Nu er det ret at påpege, at der er lidt indblik i de data, som tingene står lige nu. Waterloo-teamet og andre videnskabsmænd vil have brug for lidt tid til at analysere beviser på vej, der hjælper med at forklare, hvorfor superledningsevne forekommer ved højere temperaturer end absolut nul, og hvorfor det mislykkes over en vis tærskelværdi. Men nøglen synes at være nematicitet. Hvis forskere er i stand til kunstigt at fremstille elektron nematicitet ved varmere temperaturer, vil de sandsynligvis have fundet det gennembrud, der gør superledningsevne mulig.

Og det ville stort set være det vigtigste teknologiske fremskridt siden vi først begyndte ved hjælp af elektricitet.