Vikan - 17.09.1987, Page 27

1
kynntu vísindamenn við Nippon Telephone
and Telegraph (NTT) í Japan að þeim hefði
tekist að tífalda straummagnið með þvi að
nota í meginatriðum sams konar efni og
tækni og starfshópurinn við IBM.
Um leið tilkynnti annað japanskt fyrir-
tæki, Sumitomo Electric Industries, að því
hefði tekist að framleiða pottkennt efni sem
sýnir ofurleiðni á hitabilinu frá minus 196
til plús 27° C. Meginuppistaða þessa efnis
er einnig yttrín, barín, kopar og súrefni auk
viðbótarefnis sem ekki var gefið upp. Ofur-
leiðni efnisins er óstöðug en hún helst ekki
nema í einn til sjö daga. Þessi dæmi sýna
vel hvernig ástandið er í dag á þessunr ,,vís-
indavígstöðvum“ en baráttan er gífurlega
hörð, sérstaklega þó á milli Japan og Banda-
ríkjanna.
Eins og áður sagði hefur enn ekki kom-
ið fram sú kenning sem getur gefið
fullnaðarskýringu á tilkomu háhitaof-
urleiðni. Ýmsir hafa þó spreytt sig en
eins og eðlisfræðingurinn Sir Nevill
Mott sagði nýlega í grein, sem birtist í vís-
indatímaritinu Nature, eru kenningarnar
líklega jafnmargar og fræðimennirnir sem
vinna að málinu. Það er þvi lítil skynsemi í
því að telja hér upp mismunandi tilgátur.
Rétt er þó að geta einnar kenningar sem nú
er litin hýru auga af sumum, en hún var
sett fram fyrir fimmtán árum af P.W. Ander-
son sem er prófessor í eðlisfræði við háskól-
ann í Princeton. Ef í ljós kemur að kenning
þessi skýrir réttilega háhitaofurleiðni í
málmoxíðum getur Anderson átt von á nób-
elsverðlaununum innan skamms.
Anderson telur að öðruvísi en í BCS-
kenningunni þá geti rafeindapör myndast
án aðstoðar kristalgrindarinnar. Hann gerir
ráð fyrir að kraftarnir, sem tengja rafeindirn-
ar, séu sama eðlis og þeir kraftar sem aðstoða
vetnisatóm (H) til myndunar vetnismólekúls
(H2). Reikningar, sem Anderson hefur nýleg
birt, benda til þess að rafeindir geti bundist
sterkari böndum á þennan hátt en þekkt er
i BCS-kenningunni um Cooper pör. Kenn-
ingin gerir ekki ráð fyrir því að ofurleiðarar
sýni samsætuhrif og að því leyti samræmist
hún áðurnefndum niðurstöðum sem gerðar
voru í Bell rannsóknarstofnuninni. Nú eru
samsætuhrifin hins vegar staðreynd í efnum
sem sýna ofurleiðni einungis við lágt hitastig
og því getur kenning Andersons ekki náð
til þessara efna. Það væri miður ef við þyrft-
um í framtíðinni að búa við tvær mismun-
andi kenningar á ofurleiðni, eina sem skýrði
ofurleiðni við lágt hitastig og aðra sem skýrði
ofurleiðni við hátt hitastig.
Ein aðalástæðan fyrir því hversu erfíðlega
Alex Miiller og George Bednorz urðu fyrstir til að mæla ofurleiðni við „óvenjulega hátt“ hitastig.
gengur aö skilja eðlisfræðilega eiginleika
þessara nýju efna, jafnvel þó efnafræði þeirra
sé vel þekkt, er sú staðreynd að efnin eru
púðurkennd eða úr hörðum potti. Allar
mælingar á eignleikum efnanna raskast því
af handahófsdreifingu smákorna um efnið.
Hingað til hefur einungis verið hægt að rækta
úr efninu kristalla sem eru svo smáir að erfið-
lega hefur gengið að gera nákvæmar rann-
sóknir á þeim með röntgengeislum,
rafeindum eða nifteindum. Nú í ágúst bár-
ust fréttir um að vísindamönnum við Bell
rannsóknarstofnunina hefði tekist að rækta
fjögurra millímetra stóra kristalla sem hafa
efnasamsetninguna \ Ba2Cu3O. Auðveld-
arp er að rannsaka kristalla at þessari stærð
og því má búast við því að þekking okkar
á þeim stóraukist á næstunni.
meðan fræðilegir eðlisfræðingar reyna
eftir bestu getu að komast til botns í
því hvað veldur ofurleiðni við hátt
hitastig vinna starfsbræður þeirra í
rannsóknarstofunum dag og nótt að
frekari þróun háhitaofurleiðara. Til viðbótar
þeim hagnýtingarmöguleikum, sem hér hafa
verið nefndir, dreymir ýmsa um nýja tækni-
möguleika sem sumir hverjir virðast skyldari
vísindadraumórum en raunhæfum mögu-
leikum. Hvað sem öllum hugmyndum
„tækniathafnamanna" líður er eitt víst en
það er að merkilegar uppgötvanir hafa verið
gerðar á árinu og í dag getur enginn með
vissu sagt fyrir um framtíðaráhrif þeirra á
tækni samfélagsins.
Gott dæmi um það hverjum hraðbyri
þróunin siglir er sú staðreynd að i
dag geta nemendur í framhaldsskól-
um hannað ofurleiðara sem vísinda-
menn í heimsins bestu rannsóknar-
stofum létu sig ekki dreyma urn fyrir hálfu
ári.
Það er ekki úr vegi að ljúka þessari grein
með ,,uppskrift“ sem nemendur við Gilroy
High School í Kaliforníu settu nýlega sarnan
og notuðu sjálfir með góðum árangri til að
búa til háhitaofurleiðara.
Blandið saman 1.13 grömmum af yttrínox-
íði, 3,95 grömmum af barínkarbonati og
2,39 grömmum af koparoxíði. Hnoðið þessu
saman og myljið síðan. Bakið við 950° C.
Myljið að nýju og hnoðið saman í sívalning.
Bakið í flæðandi súrefni við 950° C. Látið
kólna hægt. Ef allt gengur vel á efnið, sem
fæst út úr þessu, að vera háhitaofurleiðari.
Að sjálfsögðu ætti enginn að reyna þetta án
tilsagnar viðeigandi kennara eða annars sem
vit hefur á.
Greinarhöfundur, dr. Sverrir
Ólafsson eðlisfræðingur, starf-
ar við stærðfræðideild háskól-
ans iManchester, UMIST.
38. TBL VIKAN 27