Ryska fysikern Viktor Lakhno från Keldysh Institute of Applied Mathematics, RAS anser symmetriska bipolaroner som en grund för högtemperatur supraledning. Teorin förklarar nya experiment där en supraledning uppnåddes i lantanhydrid LaH 10 vid extra högt tryck vid nästan rumstemperatur. Resultaten av studien publiceras i Physica C:supraledning och dess tillämpningar .
Supraledning innebär en total frånvaro av elektrisk motstånd i materialet när det kyls under en kritisk temperatur. Heike Kamerlingh Onnes var den första som observerade att när kvicksilvertemperaturen sjunker till -270 ° C, dess motstånd minskar med en faktor 10, 000. Att avslöja hur man uppnår detta vid högre temperaturer skulle ha revolutionerande tekniska tillämpningar.
Den första teoretiska förklaringen av supraledning på mikroskopisk nivå gavs 1957 av Bardeed, Cooper och Schrieffer i sin BCS -teori. Dock, denna teori förklarar inte supraledning över den absoluta nollpunkten. I slutet av 2018, två forskargrupper upptäckte att lantanhydrid LaH 10 blir supraledande vid rekordhög temperatur. Den första gruppen hävdar att övergångstemperaturen till supraledande tillstånd är Tc =215 K (-56 ° C). De andra grupperna rapporterar att temperaturen är Tc =260 K (-13 ° C). På båda kontona, proverna var under ett tryck på mer än en miljon atmosfärer.
Högtemperatursupraledning finns i nya material nästan slumpmässigt eftersom det inte finns någon teori som skulle förklara mekanismen. I sitt nya verk, Viktor Lakhno föreslår att man använder bipolaroner som grund. En polaron är en kvasipartikel som består av elektroner och fononer. Polaroner kan bilda par på grund av elektron-fonon-interaktion. Denna interaktion är så stark att de visar sig vara så små som en atombana och i detta fall kallas bipolaroner med liten radie. Problemet med denna teori är att bipolaroner med liten radie har mycket stor massa i jämförelse med en atom. Deras massa bestäms av ett fält som följer dem under rörelsens gång. Och massan påverkar temperaturen i en supraledande övergång.
Viktor Lakhno konstruerade en ny translation-invariant (TI) bipolaronteori om högtemperatursupraledning. Enligt hans teori, formeln för att bestämma temperaturen innebär inte en bipolaronmassa utan en vanlig effektiv massa av en bandelektron, som kan vara antingen större eller mindre än massan av en fri elektron i vakuum och ungefär 1000 gånger mindre än massan av en atom. Bandmassan förändras om kristallgittret som en elektron kläms i. Om avståndet mellan atomerna minskar, massan minskar, för. Som en konsekvens, övergångstemperaturen kan flera gånger överstiga den relevanta temperaturen i vanliga bipolaronteorier.
"Jag har fokuserat på det faktum att en elektron är en våg. Om så är fallet, det finns ingen föredragen plats i en kristall där den skulle vara lokaliserad. Det finns överallt med lika sannolikhet. På grundval av den nya bipolaronteorin kan man utveckla en ny teori om supraledning. Den kombinerar alla de bästa funktionerna i moderna uppfattningar, säger Viktor Lakhno.
