Náhrada za supravodiče?

Pevné, kapalné a plynné skupenství, plazma a Boseův-Einsteinův kondenzát… výčet ale již není úplný. S definitivní platností tady máme další novou formu hmoty: fermionický kondenzát. Zprávu o něm přinesl 30. ledna 2004 časopis Physical Review Letters.

Boseův-Einsteinův kondenzát je jako skupenství hmoty v teorii znám již několik desítek let. V laboratoři byl připraven teprve roku 1995 (při rekordně nízkých teplotách shluku atomů). Jsou to vlastně bosony ochlazené na velmi nízkou teplotu. Částice se pak „spojí“ v jednu superčástici. [Pozn. red.: Uvozovky jsou zde nutné, protože nejde o obvyklou vazbu. Díky překryvu vlnových funkcí o sobě částice „vědí“.] Boseův-Einsteinův kondezát má mnoho dalších pozoruhodných vlastností, např. světlo přes něj cestuje velmi pomalu (viz V. Dvořák, Vesmír 82, 203, 2003/4 a 82, 327, 2003/6).

Je možné vytvořit podobný kondenzát z fermionů, které na rozdíl od bosonů mají poločíselný spin? Jelikož podle Pauliho vylučovacího principu se dva fermiony nemohou nacházet ve stejném stavu ve stejný čas, zdá se, že „nasypat“ fermiony na jednu hromadu je nemožné. Prostředkem k pokoření tohoto známého „asociálního“ chování fermionů bylo magnetické pole. Díky němu se podařilo jednotlivé fermiony (v našem případě draslík-40) spárovat. Tyto páry se již mohly chovat velmi podobně jako bosony, nic nebránilo tomu, aby se nakupily a vytvořily kondenzát bosonů. Jelikož si však kondenzát ponechal i původní vlastnosti fermionů, byl výsledek překvapivý.

Podle fyziků mohou za supravodivost Cooperovy páry fermionů. Nevýhodou dosavadních supravodičů je, že supravodivé jsou za poměrně nízkých teplot, o čemž svědčí i to, že fyzici mluví o supravodičích fungujících za teplot okolo –135 °C jako o vysokoteplotních. Pokud by se ukázalo, že vhodným magnetickým polem může být dosaženo supravodivosti i za pokojové teploty, naplnil by se jeden z cílů Marcuse Greinera víc než vrchovatě. (www.aip.org/enews/physnews/2004/split/671-1...)