طبق پژوهش انجام شده در آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL)، مواد ابررسانا، زمانی که چگالی بار آن‌ها در مقیاس نانو، از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر متفاوت باشد، کارکرد بهتری دارند.

به گزارش خبرگزاری الکترونیوز و به نقل از فیزورگ، در پژوهشی که برای درک بهتر دینامیک ابررسانایی در دمای بالا انجام شد، دانشمندان ORNL، کد محاسباتی‌ای را برای مدل عددی هوبارد (Hubbard)، بازنویسی کردند. در حالی‌که پیش از این، چگالی الکترونی در تک تک اتم‌های مواد ابررسانای دارای ترکیبات مس به نام کاپریت‌ها، یکنواخت فرض می‌شد.

توماس مایر، سرپرست نویسندگان مقاله و همکارانش گونزالو آلوارز، مایکل سامرز و توماس شالتس، دو سال پیش، جایزه‌ی گوردون بل را به خاطر برنامه‌ی محاسباتی کارآمدی که داشتند، دریافت کردند. از این برنامه‌ی کاربردی برای آزمایش غیریکنواختی در ابررساناها استفاده شد. این غیریکنواختی در مقیاس نانو پیش‌تر مطرح شده بود؛ ولی بدون توضیح رها شده بود.

این مقاله در« Physical Review Letters » به چاپ رسیده است.

جک ولز، مدیر اداره‌ی برنامه‌ریزی سازمانی و سرپرست سابق گروه علوم مواد محاسباتی گفت: «کاپریت‌ها و سایر ترکیب‌های شیمیایی که به عنوان ابررسانا استفاده می‌شوند، دمای بسیار پایینی نزدیک به صفر مطلق نیاز دارند تا مقاومت آن‌ها صفر شود.»

برای سرد کردن ابررساناها از نیتروژن مایع استفاده می‌شود. هر چه ماده‌ی رسانا، دمای پایین‌تری برای رسیدن به حالت ابررسانایی نیاز داشته باشد، زیرساخت‌های ابررسانا، بازدهی کمتر و هزینه‌ی بیشتری خواهند داشت. از این زیرساخت‌ها، در قطارهای مغناطیسی، تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، شتاب‌دهنده‌ی ذرات و برخی ادوات قدرت شهری استفاده می‌شود.

ولز افزود: «هدف از جایزه‌ی گوردون بل، دستیابی به برنامه‌ای ابرمحاسباتی بود تا بررسی شود که آیا این غیریکنواختی، دمای تبدیل را افزایش می‌دهد یا کاهش؟ پس از کشف این که این غیریکنواختی، منجر به افزایش دمای تبدیل می‌شود، می‌توان این پرسش را مطرح کرد که آیا غیریکنواختی بهینه وجود دارد؟»

در شرایط ایده‌آل، یک ماده، در دمایی که به سادگی قابل دسترسی است، می‌تواند به ابررسانا تبدیل شود که در این صورت هزینه‌های مورد نیاز برای زیرساخت‌های سرمایشی، بسیار کاهش می‌یابد. هدف، حرکت به سمت این شرایط ایده‌آل است.

ولز ادامه داد: «گام بعدی بسیار دشوار است. اما در آزمایشگاه ما، تمام ابزارهای مهم و مناسب برای مطالعه‌ی این پدیده - کدهای محاسباتی نوشته شده و انجام آزمایش‌های پخش نوترون که امکان بررسی ویژگی‌های نانومقیاس را به ما می‌دهد - مهیا ست.»

لینک دائمی | نسخه مناسب چاپ | ارسال لينك اين صفحه به دوستان |