Lanthan hraje významnou roli v materiálu, který je supravodivý za rekordně vysoké teploty. Kredit: SPL.

Na poli výzkumu supravodivosti je jedním z vysněných cílů dosažení supravodivosti při pokojové teplotě. Není to snadné, ale vědecké týmy se k této metě postupně přibližují. Jeden z nich se nedávno zřejmě dostal zatím nejblíže. Jde sice zatím jenom o předběžné výsledky, pokud se ale potvrdí, tak půjde o první prolomení hranice 0 °C v supravodivosti. Pokojová teplota to sice ještě není, je už ale nadohled.

Russell Hemley z americké George Washington University ve Washingtonu DC a jeho spolupracovníci pozorovali náhlý pokles elektrického odporu v jistém materiálu při teplotě 7 °C. Tímto materiálem byl „superhydrid“ lantanu LaH10, který si badatelé nasyntetizovali za extrémních podminek. Hemley s kolegy jsou přesvědčeni, že pozorovali fázový přechod materiálu k supravodivosti. Jejich studie vyjde v časopisu Physical Review Letters.

Russell J. Hemley. Kredit: George Washington University.

Podle fyzika Mikhaila Eremetse z německého Max Planck Institutu chemie v Mohuči není překonání hranice 0 stupňů Celsia v supravodivosti nijak zvlášť fyzikálně zásadní. Je to prý ale ohromně důležité psychologicky. Eremets byl přitom v roce 2014 vedoucí týmu, který dosáhl supravodivosti materiálu ze sulfanu (H2S) při tehdy rekordně vysoké teplotě, mínus 83 °C.

Supravodivost umí pěkná kouzla. Kredit: Mai-Linh Doan / Wikimedia Commons.

Hemley a spol. během svého experimentu umístili diamantovou nádobku do synchrotronu v laboratořích Argonne National Laboratory u Chicaga, stát Illinois. V této nádobce pak stlačili malé množství vodíku a lanthanu působením tlaku 200 gigapascalů, což je téměř 2 miliony atmosfér. Nakonec výsledný materiál zahřáli a sledovali jeho strukturní změny a elektrické vlastnosti pomocí rentgenové difrakce.

Badatelé vytvořili novou strukturu, kterou představuje superhydrid lantanu. Z dřívějších experimentů věděli, že by tato látka měla být supravodivá za teplot, které jsou oproti běžným teplotám supravodivosti vysoké. Když Eremets se svým týmem prováděl ověřovací experimenty, tak dosáhli fázového přechodu k supravodivosti při teplotě mínus 23 °C. Je to sice ještě pod bode mrazu, i tak ale jde o úctyhodné výsledky.

Podle Hemleyho je to teprve začátek. Je přesvědčený, že existují další materiály, jejichž fázový přechod k supravodivosti probíhá za ještě vyšších teplot. Také doufá, že jejich experimenty přispějí k vývoji nových supravodivých materiálů, které budou mít podobné elektronické vlastnosti za méně extrémních tlaků. Hemley to vidí jako úsvit nové éry výzkumu a vývoje supravodivosti.

Video:  New Physics and Chemistry in Extreme Environments | Russell Hemley


Literatura
Nature News 19. 12. 2018, Physical Review Letters (accepted 14. 12. 2018).