Supergeleider overleeft sterk magneetveld

Ulli Zeitler van de Radboud-universitei

Ulli Zeitler van de Radboud-universiteit

Supergeleiding is een kwellend verschijnsel. Al zo’n 30 jaar hebben we zogeheten hogetemperatuursupergeleiders, maar dan hebben we het nog steeds over stoffen die weerstandsloos zijn bij zo’n 150 graden onder nul en dan hebben we het over het zeer lastige, want keramische, materialen (cupraten). Een ander teer punt is dat supergeleiders over het algemeen slecht tegen magneetvelden kunnen. Nu hebben, onder meer, onderzoekers in Nederland ontdekt dat heel dunne laagjes molybdeensulfide (MoS2) supergeleidend blijven in een sterk magneetveld. Dat wordt dan meteen weer opwindend genoemd, terwijl de werktemperatuur dat allesbehalve is.

Supergeleiding is een toestand waarbij in een materiaal de elektrische weerstand verdwijnt. Dat gebeurt normaal gesproken bij temperaturen dicht in de buurt van het absolute nulpunt (-273°C), maar sedert de jaren 80 zijn ook ‘hoogtemperatuursupergeleiders’ ontwikkeld. Die supergeleiding verdwijnt in een sterk magneetveld en in de Radboud-universiteit, waar het onderzoek (deels) plaatsvond, hebben ze zo’n sterke magneet die sterke magneetvelden kan opwekken. De onderzoekers ontdekten dat MoS2, gewoon als smeermiddel te koop, supergeleidend blijft bij een magneetveld met een sterkte van 37,5 tesla. Om een idee te krijgen:  vrij sterke permanente magneten in luidsprekers hebben een veldsterkte van ongeveer 0,2 T. De magneten van MRI-scanners in ziekenhuizen hebben veldsterkten van 1,5 tot 7 tesla.
Supergeleiding wordt verklaard door de paring/binding van twee vrije elektronen. Deze zogeheten Cooperparen kunnen tot supergeleiding leiden als de storingen in het materiaal gering zijn. Daarom ontstaat supergeleiding alleen maar bij lage temperaturen. Ook een magneetveld kan die Cooperparen ‘uit elkaar drijven’ en de supergeleiding ongedaan maken.
Supergeleidende molybdeensulfide overleeft die magnetische aanslag omdat de Cooperparen zijn verbonden met een sterk inwendig magneetveld dat bijna 100 T zou kunnen bedragen, zo luidt de verklaring. “MoS2 lijkt zich niet te gedragen volgens een natuurkundige wet, de Pauli-limiet”, zegt onderzoeker Uli Zeitler van de Radboud-universiteit. Hoewel dit onderzoek vrij fundamenteel is, heeft Zeitler wel enige ideeën over toekomstige toepassingen. “Er zit informatie in de spin en de lading van elektronen en de richting van het interne magneetveld.  Als je die spin kan beînvloeden, bijvooreeld met een elektrisch veld, kun je daar informatie opslaan. Deze techniek kan in principe gebruikt worden voor de ontwikkeling van een kwantumcomputer.” Dat wordt dan wel een heel koude bedoening.

Bron: Science Daily

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.