Körhintázó atomok mutathatják az utat a végtelen energiához

Az MIT tudósai kísérletezés során olyan egzotikus „határállapotba” hoztak atomokat, amelyek ellenállás nélkül, szabadon kezdtek mozogni az anyag felületén. A különleges felfedezés áttörést jelenthet az elektromosság veszteség nélküli továbbítása, a szupravezetés gyakorlati alkalmazása terén.

A széles körben használható, hűtést nem igénylő szupravezetőket lázasan keresi a tudomány. Ezekből nem csak energiahálózatok és nagy sebességű mágnesvasutak építhetők, de fúziós erőműveket korlátozó kihívásokat megoldva lényegében végtelen energiaforráshoz segítenék az emberiséget.

Felfutás a szélen

A szupravezetés kutatása során 1980-ban fedezték fel a Hall-effektus kvantum változatát, amelynek lényege, hogy a kétdimenziós anyagokban, mint a grafén, abszolút zéró hőmérsékleten az anyag szélein ellenállás nélkül képesek mozogni az elektronok.

Ez az anyag határán tapasztalható jelenség és tulajdonságainak megmérése nagyon fontos olyan egzotikus anyagok létrehozásához, amelyek a szupravezetéshez elvezethetnek. A probléma, hogy ezek a folyamatok a másodperc ezermilliomod részében, femtoszekundumok alatt, a nanométer töredékén jönnek létre, ezért nagyon nehezen mérhetőek.

Az MIT elektronikai laboratóriumának és az MIT-Harvard ultrahideg atomokat kutató központjának munkatársai ezért újításként nátrium atomokkal próbálták meg modellezni az apró és gyors elektronok viselkedését. A modellen immár nagyobb léptékben, milliszekundumokban, mikrométerekben mérhető, és szabad szemmel látható volt, ami az anyag szélén történik.  

A szakemberek ehhez lézeres csapdákkal vették körül az anyagot, amelyet egy irányban haladva kezdtek körbefolyni az atomok. Miközben a körhintaként forgó atomokat a centrifugális erő kifelé repítette volna, a lézeres csapda befelé nyomta őket, míg létrejött egy egyensúly. Az őket eltérítő Coriolis-hatással együtt az atomok úgy viselkedtek, mint az elektronok egy mágneses térben.

A kutatók megfigyelték, hogy az atomok áramlását semmi sem lassította le. A mesterséges akadályokat kikerülték és nem mutatták súrlódás jeleit.

Szándékosan betettünk egy nagy zöld pacát. Az atomoknak le kellett volna pattanniuk, ehelyett a mágneses mezőt követve kikerülték és vidáman haladtak tovább

– mondta Richard Fletcher, a Nature Physicsben megjelent beszámoló egyik szerzője.

A szakemberek szerint a kísérlet olyan, mintha egy edényt körbe mozgatva forgatnánk a falán, a benne található golyók ugyanakkor olyan fizikát látnak, ami ultrahideg rendszerekre nem jellemző. 

A különleges modell új ajtókat nyit a kutatásban, amelyek akár a keresett energiaforradalomhoz vezethetnek.

(New Atlas, Popular Mechanics)