აღმოაჩინეს პირველი არასტანდარტული ზეგამტარი, რომელიც ბუნებაშიც გვხვდება

მეცნიერებმა პირველი არასტანდარტული ზეგამტარი აღმოაჩინეს, რომელიც ბუნებაშიც გვხვდება. ეს უჩვეულო მასალა მინერალია, სახელად მიასიტი. ზოგადად, სამი ბუნებრივი ზეგამტარი არსებობს. ისინი ბარდინ-კუპერ-შრიფერის თეორიას ემორჩილება, თუმცა ლაბორატორიაში შექმნილი მიასიტი განსხვავებულია.

ზეგამტარობა ფენომენია, როდესაც ნივთიერების ელექტრული წინაღობა ნულამდე ეცემა, ანუ მასალას ელექტრული დენი ენერგიის ყოველგვარი დანაკარგის გარეშე გადააქვს. მოვლენა პარალელურად მაგნიტურ ველებს მასალის გარეთ უბიძგებს. ეს კონკრეტული კრიტიკული ტემპერატურის ქვემოთ ხდება.

სტანდარტულ ზეგამტარებში ამ მდგომარეობას ელექტრონების დაწყვილება განაპირობებს, ანუ ელექტრონები კუპერის წყვილებს ქმნის. არასტანდარტულ ზეგამტარებსაც მსგავსი მაკროსკოპული თვისებები აქვს, თუმცა ამ მდგომარეობას რაღაც სხვა იწვევს.

ჩვეულებრივ და არასტანდარტულ ზეგამტარებს შორის სხვა განსხვავებაც არის. პირველის კრიტიკული ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულთან ბევრად ახლოსაა, მეორეს კი მაღალტემპერატურული ზეგამტარობა ახასიათებს. მაღალ ტემპერატურაში ამ შემთხვევაში 77 კელვინზე მეტი მოიაზრება. ეს ოთახის ტემპერატურისგან მაინც საკმაოდ შორსაა, თუმცა მაინც ამისაკენ წინგადადგმულ ნაბიჯად შეგვიძლია მოვიაზროთ.

სწორედ ამ კუთხით არის მიასიტი გამორჩეული. მიუხედავად იმისა, რომ კრიტიკული ტემპერატურა საკმაოდ დაბალი აქვს (-267.75°C), მას უფრო მაღალი კრიტიკული ტემპერატურის მქონე ზეგამტარების მახასიათებლები აქვს. მეცნიერებს იმედი აქვთ, მისი საშუალებით შეძლებენ, რომ არასტანდარტული ზეგამტარობის წარმომავლობაზე მეტი რამ გაიგონ.

მინერალი საკმაოდ კომპლექსურია. იგი როდიუმის 17 და გოგირდის 15 ატომისგან შედგება (Rh₁₇S₁₅).

"ლოგიკურად, იფიქრებ, რომ ისეთი რამაა, რაც სპეციალურად უნდა შეიქმნას ფოკუსირებული კვლევისას და ბუნებაში არ უნდა არსებობდეს", — განაცხადა რუსლან პროზოროვმა, კვლევის ერთ-ერთმა ავტორმა — "მაგრამ, როგორც ჩანს, არსებობს".

მიასიტი მდინარე მიასთან ახლოს, ჩელიაბინსკის ოლქში, იპოვეს, რუსეთში. მისი შემადგენელი ელემენტები, როგორც წესი, ჟანგბადთან შედის რეაქციაში, ამიტომ მინერალი საკმაოდ იშვიათია. ამასთანავე, იგი კარგად ფორმირებული კრისტალების სახით არ იზრდება. შესაბამისად, მისი მახასიათებლების შეფასება მხოლოდ ლაბორატორიაში დამზადების შემთხვევაშია შესაძლებელი.

მკვლევრები ვარაუდობდნენ, რომ როდიუმ-გოგირდის სისტემებში საინტერესო ზეგამტარებს შეიძლებოდა ეარსება. პროზოროვის ჯგუფმა მასალა აბსოლუტურ ნულზე ოდნავ ზემოთ, -273.1°C-ზე, გააჩერა. ზეგამტარობის მდგომარეობის მიღწევის შემდეგ შეამოწმეს, რამდენად სტანდარტული იყო იგი.

ერთ-ერთ ტესტს "ლონდონის პენეტრაციის სიღრმე" ეწოდება. ტრადიციულ ზეგამტარში სუსტ მაგნიტურ ველს მასალაში მუდმივი სიღრმით შეუძლია შეაღწიოს. არასტანდარტულის შემთხვევაში ეს მაჩვენებელი ტემპერატურის მიხედვით იცვლება.

შემდეგი მიდგომის ფარგლებში მასალას მაღალენერგეტიკული ელექტრონები სტყორცნეს, რათა დეფექტები გამოეწვიათ. ცნობილია, რომ არასტანდარტულ ზეგამტარებს ეს დეფექტები ძალიან აზიანებს. ცდის ფარგლებში მიასიტმა არასტანდარტული ზეგამტარისათვის დამახასიათებელი ქცევა გამოავლინა.

"Rh-S სისტემაში სამი ახალი ზეგამტარი აღმოვაჩინეთ. ამასთანავე, მიუხედავად რუსლანის დეტალური გაზომვებისა, შევნიშნეთ, რომ მიასიტი არასტანდარტული ზეგამტარია", — დაამატა აიოვას სახელმწიფო უნივერსიტეტის პროფესორმა პოლ კენფილდმა, რომელმაც პროექტისთვის მიასიტი დაამზადა.

ნაშრომი ჟურნალში Communications Materials გამოქვეყნდა.

წყარო: IFLScience