Tarptautinė mokslininkų bendruomenė oficialiai pradėjo pirmąją koordinuotą globalią iniciatyvą, kurios tikslas – iki 2033 metų atrasti kambario temperatūroje veikiantį superlaidininką. Šis pasiekimas leistų elektros srovei tekėti be jokios varžos įprastomis sąlygomis, o tai iš esmės pakeistų pasaulinį energetikos tinklą ir elektronikos pramonę.

Fizikos dėsniai nedraudžia „šventojo gralio“

Superlaidininkai yra medžiagos, kuriomis elektra juda be jokių energijos nuostolių. Iki šiol ši savybė buvo pasiekiama tik ekstremaliomis sąlygomis – medžiagas atšaldant iki temperatūros, artimos absoliučiam nuliui, kur pradeda dominuoti kvantiniai efektai. Tačiau naujausi teoriniai fizikos tyrimai, publikuoti Journal of Physics: Condensed Matter, rodo, kad fundamentalios visatos konstantos, tokios kaip Plancko konstanta ar elektrono masė, nedraudžia superlaidumo egzistavimo kambario temperatūroje.

Mokslininkų skaičiavimais, teorinė superlaidumo temperatūros riba siekia nuo kelių šimtų iki tūkstančio kelvinų (100–1000 K). Tai reiškia, kad planetos paviršiui būdinga temperatūra patenka į šį diapazoną. Kembridžo universiteto profesorius Pickardas pažymi, kad šis atradimas patvirtina: kambario temperatūros superlaidumas nėra tik teorinė svajonė, o fizikinė galimybė, kurią riboja tik mūsų gebėjimas rasti tinkamą medžiagų derinį.

Skaičiavimo modeliai vietoj atsitiktinių atradimų

Per pastaruosius dešimtmečius tyrėjai atpažino daugiau nei 7 000 superlaidininkų, tačiau dauguma jų buvo atrasti atsitiktinai. Tradicinis metodas, kai laboratorijose fiziškai bandomi tūkstančiai junginių, yra neefektyvus ir reikalauja milžiniškų laiko sąnaudų. Pensilvanijos valstijos universiteto (Penn State) komanda, remiama JAV Energetikos departamento, sukūrė naują skaičiavimo metodą, leidžiantį prognozuoti medžiagų savybes dar prieš pradedant eksperimentus.

Tyrėjai įrodė, kad net Tankio funkcionalo teorija (DFT), kuri iš pradžių nebuvo skirta superlaidininkams, gali suteikti esminių įžvalgų apie elektronų elgseną. Naudodami šį požiūrį kartu su zentropijos teorija, mokslininkai dabar gali numatyti, kaip slėgis veikia temperatūrą, kurioje medžiaga praranda varžą. Tai leidžia „peršviesti“ medžiagas kompiuteriuose, užuot gaišus laiką laboratorijoje su netinkamais junginiais.

Elektronų greitkelis ir pontoninis tiltas

Aukštos temperatūros superlaidininkuose elektronų judėjimas išlieka stabilus dėl specifinės atominės struktūros. Tyrimo vadovas Zi-Kui Liu šį mechanizmą lygina su vokiečių autobanu: jei elektronams sukuriamas tiesus tunelis be kliūčių, jie gali judėti dideliu greičiu neprarasdami energijos šilumos pavidalu. Kitas vaizdingas palyginimas – pontoninis tiltas, kuris lanksčiai juda kartu su bangomis, tačiau išlaiko stabilią konstrukciją, leidžiančią dalelėms judėti be trikdžių.

Naujieji modeliai jau pateikė netikėtų prognozių:

* Netradicinės medžiagos: pavyko numatyti superlaidumą junginiuose, kurių nebuvo įmanoma paaiškinti senosiomis teorijomis.

* Kasdieniai metalai: teoriniai skaičiavimai rodo galimą superlaidumą varyje, sidabre ir aukse, nors tam vis dar reikėtų itin žemos temperatūros.

* Teorinis siaurumas: nepaisant pažangos, skaičiavimai yra tokie sudėtingi, kad mokslininkai kol kas spėjo teoriškai įvertinti tik apie 20 perspektyviausių medžiagų gyvybingumą.

Nuo teorijos iki masinės gamybos

Nors kompiuteriniai modeliai rodo žalią šviesą, praktinis pritaikymas susiduria su inžinerine realybe. Kaip pastebi mokslininkė Törmä, net jei medžiaga popieriuje atrodo ideali, ji gali būti per daug sudėtinga sintezei arba neįmanoma gamybai pramoniniu mastu. Superlaidininkas, kuriam veikti reikia milžiniško slėgio, prilygstančio esančiam Žemės branduolyje, kasdienėje elektronikoje būtų toks pat nenaudingas kaip ir tas, kurį reikia šaldyti skystu azotu.

Ateinantis dešimtmetis bus skirtas šiai prarajai tarp teorinių formulių ir gamybos linijų įveikti. Jei pavyks susintetinti medžiagą, kuri išlaiko superlaidumą kambario temperatūroje ir esant normaliam slėgiui, tai reikštų ne tik efektyvesnius kompiuterius, bet ir galimybę perduoti elektrą tūkstančius kilometrų be jokių nuostolių. Kol kas mokslininkų bendruomenė telkiasi į skaičiavimo algoritmų tobulinimą, kad tūkstančių galimų junginių patikra būtų maksimaliai pagreitinta.

Pateikiama informacija yra aiškinamasis aprašas; ji neskirta teisinių, politinių ar investicinių sprendimų priėmimui.

Šaltiniai

  1. [1] [Yahoo.com | 2026-09-06] NASA expands Deep Space Network with giant new dish in California desert
  2. [2] [Sciencedaily.com | 2026-09-03] Are room-temperature superconductors finally within reach? | ScienceDaily
  3. [3] [Sciencedaily.com | 2026-09-04] The quest for room-temperature superconductors | ScienceDaily
  4. [4] [Sciencedaily.com | 2026-09-03] AI just supercharged the race to find room temperature superconductors | ScienceDaily