Tyrėjai sukūrė naują elektros srovės tipą, kuris yra superlaidus – dar žinomą kaip supersrovę – tai reiškia, kad ji gali keliauti per medžiagas, neprarasdama energijos. Ir jie jau sugebėjo persiųsti šią naują supersrovę rekordiniu, 600 nm atstumu.
Gal tai ir neatrodo daug, bet tiek pakanka, norint pademonstruoti šios naujos technologijos pritaikymą už laboratorijos sienų – pavyzdžiui, be nuostolių tiekti energiją kietiesiems diskams. Naująją supersrovę sudaro elektronų poros, besisukančios ta pačia kryptimi, ir mokslininkai iš Leideno fizikos instituto Nyderlanduose sugebėjo sukurti ją chromo dioksido vieloje.
Elektronų sukinys yra svarbu, nes dar neseniai mokslininkai nemanė, kad įmanoma sukurti supersrovę iš elektronų, turinčių tos pačios krypties sukinį. Superlaidumą – nuostabią elektros srovės savybę tekėti medžiaga ne pasipriešinimo – dar 1911 metais atrado Nobelio premijos laureatas Heike Kamerlingh Onnes.
Nuo tada superlaidumas tapo svarbia, nors ir nepigia, modernių technologijų dalimi, ir naudojamas viska, nuo MRI mašinų iki maglev traukinių. Bet glumina tai, kad vis dar iš tikrųjų nežinome, kaip šis reiškinys veikia, ar kaip padidinti jo efektyvumą.
O jei galėtume išsiaiškinti kaip sukelti superlaidumą temperatūrose, artimesnėmis kambario šilumai, o ne absoliučiam nuliui, tai sukeltų neregėtą technologijų proveržį – vien jau elektros tiekimo tinklai neprarastų 7 procentų tiekiamos elektros dėl varžos. Betgi kai kurias svarbias pamokas apie superlaidumą nuo 1911-ųjų išmokome.
Maždaug po 50 metų nuo superlaidumo reiškinio atradimo, tyrėjai atrado, kad elektronai superlaidininkuose sukasi poromis – ir jie nusprendė, kad tai ir yra svarbiausia supersrovių sąlyga. Manyta, kad elektronams pavyksta išvengti klasikinių elektros varžos dėsnių, sukantis priešingomis kryptimis – taip vienam kitą anuliuojant ir sukuriant bendrą nulinį sukinį.
Paskui tokia prielaida buvo paneigta, ir pastaraisiais metais pademonstruota, kad elektronai supersrovėse iš tiesų gali turėti bendrą sukinį. Bet dar tik pradedame suvokti, kaip tai veikia. Naujausiame tyrime olandų komanda panaudojo chromo dioksidą, kuriame elektros srovės teka tik su nuliniu bendru sukiniu.
Atšaldžius medžiagą iki superlaidumo (naudojant įrenginį, pavaizduotą nuotraukoje), komandai pavyko generuoti supersrovę, kurios visos elektrono poros sukosi ta pačia kryptimi. Naujasis srovės tipas buvo stulbinamai stiprus – kuriama srovė buvo 19 A/m2.
„Tokios srovės stiprio pakanka pakeisti magneto polius, tad ateityje galbūt galėtų būti naudojami kietuosiuose diskuose be energijos nuostolių“, – aiškinama pranešime spaudai. Tokių galingų kietųjų diskų veikimas būtų paremtas spintronika – elektronų sukiniais. Kas dar įspūdingiau, komandai naująja srove pavyko įveikti 600 nanometrų tarpą. Tai gali atrodyti kaip labai mažai – kaip sako komanda, „bakterijos būna didesnės“ – bet tai reiškia, kad elektronų poros išlieka pakankamai ilgai, kad galėtų būti panaudotos praktiškai, už laboratorijos ribų.
Kol naujos elektros srovės tipą pradėsime naudoti kasdienėje technologijoje, dar praeis nemažai laiko, bet dabar geriau žinome, kaip veikia alternatyvios supersrovės, ir kokios galingos jos gali būti ateityje. „Mūsų tyrimai nurodo pirmąjį įgyvendinamą būdą sukurti įvairaus masto superlaidžios spintronikos įrenginius,“ apibendrina tyrėjai straipsnį „Physical Review X“. žurnale.
