I raggi X svelano il ruolo della inomogeneità nei superconduttori.
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Grazie alla luce di sincrotrone, un gruppo di ricerca internazionale è riuscito a dimostrare che uno dei migliori materiali ceramici superconduttori ad alta temperatura (temperatura critica Tc = 95 Kelvin) mostra una notevole complessità e inomogeneità, e che è proprio questo aspetto a conferirgli lo status di superconduttore.
Gli autori della pubblicazione sono riusciti a dimostrare che sotto i 250 Kelvin gli elettroni si organizzano nel materiale a formare nanobolle la cui distribuzione irregolare lascia liberi spazi interstiziali. Gli elettroni rimasti liberi si organizzano invece in coppie (coppie di Cooper) che scorrono negli interstizi venutisi a creare tra le bolle: questa condizione corrisponde allo status di superconduttività.
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Nonostante la superconduttività venga oggi già impiegata in una varietà di tecnologie, come l’Imaging a Risonanza Magnetica, processori ultraveloci, rivelatori di particelle, motori e generatori elettrici, un suo impiego su più larga scala è ancora lontano perché la maggior parte dei superconduttori richiede per attivarsi temperature molto basse, ben al di sotto della prima temperatura utile per applicazioni tecnologiche relativamente poco costose (70 Kelvin: la temperatura dell’azoto liquido).
D’altra parte, se trovare nuovi materiali superconduttori a temperatura ambiente cambierebbe la vita di tutti i giorni, il loro studio richiede un approccio analitico sia a livello atomico sia a livello mesoscopico: un vero e proprio rebus sperimentale che ha ostacolato a lungo lo studio di questi fenomeni quantistici e lo sviluppo di nuove tecnologie. Il gruppo di ricerca ha raccolto proprio questa sfida ed è riuscito a gettare una nuova luce su questi fenomeni, combinando per la prima volta la microdiffrazione di raggi X con esperimenti in tempo/temperatura, riuscendo ad osservare la “struttura” disomogenea di tali superconduttori ad alta temperatura.
Inhomogeneity of charge-density-wave order and quenched disorder in a high-Tc superconductor.
Authors: G. Campi, A. Bianconi, N. Poccia, G. Bianconi, L. Barba, G. Arrighetti, D. Innocenti, J. Karpinski, N. D. Zhigadlo, S. M. Kazakov, M. Burghammer, M. v. Zimmermann, M. Sprung & A. Ricci |