Mokslininkai atrado „velnio dalelę“, kuri gali sukelti superlaidininkus, kurie kambario temperatūroje praleidžia elektrą – fizikos „šventąjį gralį“.

Superlaidininkas yra tam tikras metalas arba lydinys, galintis praleisti elektrą be pasipriešinimo, tačiau temperatūra turi būti žemesnė nei 100 Farenheito iki užšalimo taško.

Ilinojaus universiteto mokslininkai neseniai nustatė dalelę, kuri neturi masės, o tai reiškia, kad gali susidaryti bet kokioje temperatūroje, mineraliniame stroncio rutenate – praėjus beveik 70 metų po to, kai „velniai“ tai numatė.

Superlaidininkai naudojami tokiuose procesuose kaip pakelti traukiniai ir didelės skiriamosios gebos magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) aparatai, tačiau medžiagos, veikiančios kambario temperatūroje, atvertų kelią galingesniems kompiuteriams.

Superlaidumas buvo aptiktas daugiau nei prieš 100 metų gyvsidabryje, atšaldytame iki skysto helio temperatūros, esant minus 452 Farenheitui.

Po gyvsidabrio superlaidumo atradimo šis reiškinys buvo pastebėtas ir kitose medžiagose esant labai žemai temperatūrai.

Medžiagos apėmė keletą metalų ir niobio bei titano lydinių, kuriuos buvo galima lengvai pagaminti į vielą

Pirmą kartą 1956 m. velnišką dalelę numatė fizikas teoretikas Davidas Beinesas, kuris manė, kad elektronai „keistai“ sąveikaus keliaujant per kietą medžiagą.

Kietosiose medžiagose elektronai gali prarasti savo individualumą, nes dėl elektrinės sąveikos elektronai susijungia ir sudaro kolektyvinius vienetus.

Turėdami pakankamai energijos, elektronai gali sudaryti sudėtines daleles, vadinamas plazmonais, turinčias naują krūvį ir masę, kurią lemia pagrindinės elektrinės sąveikos.

Tačiau masė paprastai yra per didelė, kad plazmonai susidarytų naudojant kambario temperatūroje turimą energiją, tačiau Bainesas iškėlė hipotezę, kad yra išimtis.

Fizikas teigė, kad jei kietoji medžiaga turi elektronų daugiau nei vienoje energijos juostoje, kaip tai daro daugelis metalų, jų plazmonai gali susijungti nefaziniu modeliu ir sudaryti naują bemasį neutralų plazmoną – demoną.

Kadangi demonai neturi masės, jie gali formuotis su bet kokia energija ir gali egzistuoti bet kokioje temperatūroje.

Tai paskatino spėlioti, kad jie turi esminį poveikį daugialypių mineralų elgsenai.

Atradimą padarė tyrėjų komanda, vadovaujama Ilinojaus Urbana-Champaign universiteto fizikos profesoriaus Peterio Abamonte’o, kuris, tyrinėdamas mineralą stroncio rutenatą, sudarė Baineso prognozę.

Eksperimentas nebuvo susijęs su superlaidininkais, tačiau metalas yra tarsi aukštos temperatūros superlaidininkas, juo nebūdamas.

Tyrėjai atliko pirmąjį metalo elektroninių savybių nuskaitymą, apšviesdami jį elektronais, iškviesdami velnią metalo ypatybėse.

Abamonte prie projekto dirbo su buvusiu absolventu Ali Hussainu, kuris sakė: „Iš pradžių net neįsivaizdavome, kas tai yra.

Velniai nėra pagrindiniai. Galimybė atsirado anksti, ir mes iš esmės juokėmės.

„Tačiau kai pradėjome atmesti dalykus, pradėjome įtarti, kad tikrai radome velnią“.

Edwinas Huangas, UIUC mokslininkas Moore’as ir kondensuotųjų medžiagų teoretikas, galiausiai buvo paprašytas apskaičiuoti stroncio rutenato elektroninės struktūros ypatybes.

Huangas sakė, kad Pines’o demonų numatymas reikalavo gana specifinių sąlygų, ir niekam nebuvo aišku, ar stroncio rutenate iš viso turi būti demonas.

Turėjome atlikti mikroskopinį skaičiavimą, kad išsiaiškintume, kas vyksta. Kai tai padarėme, radome dalelę, sudarytą iš dviejų elektronų juostų, kurios svyruoja iš fazės maždaug vienodo stiprumo, kaip aprašė Beinesas.