Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jako podivné kovy (strange metals) se označují materiály, u nichž se odpor v závislosti na teplotě mění „až příliš jednoduše“. V běžném kovu ovlivňuje elektrický odpor spousta různých procesů – elektrony se mohou srážet s atomovou mřížkou, s nečistotami i samy se sebou a každý z těchto faktorů má jinou teplotní závislost. Výsledný celkový odpor je v důsledku toho komplikovanější funkcí teploty. Naproti tomu u podivných kovů funguje závislost odporu na teplotě lineárně, od nejnižších dosažitelných teplot až do teploty tání (alespoň během trvání fáze „podivného kovu“).
Ulf Gran ze švédské Chalmers University uvádí, že podobně jednoduché chování bude nejspíš založeno na jednotném principu. Protože se vyskytuje u kvantových materiálů (PH: co přesně to znamená?), jako přímo se nabízející vysvětlení je po ruce kvantová provázanost. Elektrony v materiálu mohou tedy mít podobu polévky, v niž nelze rozeznat jednotlivé částice. Možná jde o zcela nový stav hmoty, každopádně pak takto „kolektivní“ stav už může na teplotě záviset lineárně (PH: jak si to představit? Je „kolektivní veličinou“ třeba hustota?).
Podivné kovy jsou nadějné z hlediska snah o dosažení vysokoteplotní supravodivosti. Aktuální rekord -130 °C pro tento typ materiálu není sice ve srovnání s konkurenčními přístupy nijak ohromující, jenže zde vše funguje za normálního tlaku. Každopádně ale podivné kovy spadají do kategorie supravodičů, jimiž zatím moc nerozumíme.
Samotným jádrem nové studie výzkumníků ze švédské (Göteborg) Chalmers University jsou meze supravodivosti u podivných kovů. Ve vysokoteplotních supravodičích se při rozpadu fáze podivného kovu objevují vlny hustoty náboje (charge density waves, CDW), což jsou vlny elektrického náboje generované vzory elektronů v mřížce materiálu. Za účelem prozkoumání této souvislosti byly vzorky supravodivého kovu oxidu mědi yttria a barya (YBa2Cu3O7–δ) v nanoměřítku vystaveny napětí, aby se vlny hustoty náboje potlačily. To pak vedlo k opětovnému vzniku stavu podivného kovu. Další práce s kovem, jeho natahování, pak umožnila, abych stav podivného kovu přetrval i v mezích parametrů, kde byl předtím efekt CDW potlačen. Čím výraznější je fáze podivného kovu, tím vyšší mohou být maximální teploty, kdy ještě funguje supravodivost, alespoň dle dosavadních výsledků.
Eric Wahlberg et al, Restored strange metal phase through suppression of charge density waves in underdoped YBa2Cu3O7–δ, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abc8372
Zdroj: Chalmers University of Technology / Phys.org
Poznámka PH: Základní (subjektivní, jistěže) nejasnost spočívá u mě v samotné souvislosti fáze podivného kovu a supravodivosti. „Zcela lineární“ růst odporu je zajímavý, ale o žádný supravodič pak nejde…?
