Kvantmekanik förutspår ovanlig dynamik i supraledare

Svenska och amerikanska forskare har använt teoretiska beräkningar för att förstå vad som händer med metallen vanadium under högt tryck och visar att ämnet beter sig mycket egendomligt. Resultaten, som kan innebära ett genombrott för forskningen om supraledare, publiceras i denna veckas nätupplaga av tidskriften PNAS. Förhållandet mellan elektronstruktur och atomernas placering i ett ämnes kristallstruktur är en grundläggande fråga inom fysik, geofysik och kemi. Det är också helt avgörande för fasta ämnens egenskaper. Forskargruppen från Uppsala universitet och Carnegie´s Geophysical Laboratory, USA, har tidigare upptäckt en helt ny typ av fasövergång – en förändring från en form av metallen vanadium, som ofta används för att göra stål hårdare och mer hållbart, till en annan. Under extremt tryck förändrar vanadiumkristaller sin form utan att ta upp mindre volym så som är fallet i det flesta andra ämnen som genomgår liknande förändringar. Denna upptäckt publicerades tidigare i år i Nature Physics. Vanadium är den metall som uppvisar superhög konduktivitet (supraledare) vid högst temperatur (annars vanligen vid mycket låga temperaturer), vilket gör den intressant. Supraledare behövs bland annat i datorprocessorer. Samma forskargrupp har nu med hjälp av kvantmekaniska beräkningar undersökt ämnets egenskaper under mycket högt tryck närmare och visar att det beter sig mycket egendomligt. - Det sker en mycket omfattande förändring i elektronstrukturen som i sin tur driver denna förvandling i kristallsktruktur, berättar Rajeev Ahuja. - Våra resultat förklarar varför temperaturen för vanadiums supraledaregenskaper ökar med högre tryck och de kan leda fram till nästa genombrott när det gäller högtemperatursupraledare. Fakta: Supraledning, ett fenomen i fasta tillståndets fysik som uppträder vid låga temperaturer i vissa material. Ett supraledande material karakteriseras av sin oändligt stora elektriska ledningsförmåga och av att det inte kan innehålla något magnetiskt fält i innandömet (Meissnereffekten). Supraledning upptäcktes år 1911 av Heike Kamerlingh Onnes. Ett stort genombrott för supraledande material kom 1986 då Bednorz och Alex Müller syntetiserade ett keramiskt ämne baserad på kopparoxid som blev supraledande vid rekordhöga temperaturer. Mer information: Dr. Wei Luo, tel: 018-471 31 52, e-post: Wei.Luo@fysik.uu.se, eller professor Rajeev Ahuja, tel: 471 36 26, mobil: 070-425 09 35, e-post: Rajeev.Ahuja@fysik.uu.se