Solidă, lichidă, gazoasă și plasmatică. Suntem familiarizați cu aceste stări ale materiei – cel puțin cu primele trei – deoarece ne întâlnim cu ele în viața de zi cu zi. Dar se pare că în Natură există și alte stări de agregare, unele care se manifestă doar în condiții extreme. Între acestea, o fază metalică numită Jahn-Teller, descoperită de cercetători cu ajutorul materialelor superconductoare.
Ar putea fi vorba despre acele componentele moleculare care fac posibilă conductivitatea electricității la temperaturi înalte, fără pierderi de energie – un obiectiv îndelung vânat de oamenii de știință.
Metalele sunt folosite pentru a transmite electricitate, dar din cauza rezistenței lor electrice, o parte din energie se pierde prin căldură. Superconductorii, în schimb, transportă electricitate fără pierderi, pentru că electronii circulă prin ei fără să întâmpine rezistență. Dar, pentru ca acest lucru să se petreacă, chiar și materialele superconductoare au nevoie de temperaturi extrem de scăzute, deloc apropiate de „temperatura camerei”.
Acum, o echipă internațională condusă de Kosmas Prassides de la Universitatea Tohoky ar putea să fi descoperit o metodă prin care metalul să conducă electricitatea la temperaturi mai înalte, fără să o risipească prin căldură. Cercetătorii au inspectat un superconductor compus din ioni metalici alcalini și molecule cu câte 60 de atomi de carbon dispuși în formă de fulerenă.
Metalul alcalin rubidiu (ilustrat sub forma sferelor din imaginea articolului) ocupă găurile libere dintre poligoane – schimbând distanța dintre fulerenele învecinate. Acest lucru a rezultat în cea mai înaltă temperatură posibilă momentan pentru stabilirea fenomenului superconductivității – circa 35 grade Kelvin, sau -238,15 grade Celsius. Este în continuare o temperatura foarte mică, dar reprezintă un progres.
Materialul are o combinație bogată de faze izolante, magnetice, metalice și superconductive. Ele includ și starea internediară necunoscută anterior, starea metalică Jahn-Teller.
Foto: K. Prassides, Tohoku University
