Superconduttori: le strisce del cuprato viste ai raggi X


Fig.1 Le strisce del cuprato rivelate dai raggi X. Viene mostrata la mappa di intensità di diffusione dei raggi X in una sezione dello spazio reciproco perpendicolare ai piani superconduttori del materiale Nd1.2Ba1.8Cu3O7. Il passo di circa 3 unità del reticolo cristallino è testimoniato dalla zona in colore rosso intorno a H=0.31. Politecnico di Milano


Su Science Express la scoperta del Politecnico di Milano sui materiali cuprati.

Pubblicato sul numero del 12 luglio del sito Science Express, che anticipa i contenuti più “caldi” della prestigiosa rivista americana Science, lo studio “Fluttuazioni di carica a lungo raggio non-commensurate nell’YBCO (ossido di rame, bario e ittrio)”*, che ha portato all’individuazione delle “strisce” (stripe) nel più importante dei materiali superconduttori ad alta temperatura critica basati sul rame (cuprati). Ben quindici anni ci sono voluti per ottenere la conferma sperimentale di una fondamentale previsione teorica formulata negli anni novanta. Si tratta di un enorme passo avanti verso il sogno di progettare materiali che siano superconduttori a temperatura ambiente. La ricerca è stata condotta dal gruppo guidato dai professori Giacomo Ghiringhelli e Lucio Braicovich del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, dell’Istituto SPIN del CNR e dal gruppo del professor Bernhard Keimer del Max Planck Institut di Stoccarda in Germania.

La scoperta è stata ottenuta con la tecnica del “bombardamento selettivo” del materiale con raggi X di energia (circa 900 eV), scelta in modo da interagire unicamente con gli ioni di rame nel materiale stesso. Le caratteristiche dell’urto sono state determinate con gli spettrometri AXES e SAXES, strumenti di misura in gran parte progettati e costruiti presso il Dipartimento di Fisica del Politecnico e ora installati presso i sincrotroni ESRF (Francia) e SLS (Svizzera). La misura, eseguita con un grado di sensibilità mai raggiunto in precedenza, ha fornito l’informazione sulle proprietà del materiale ceramico in esame: la densità di carica elettrica si modula spontaneamente nel materiale superconduttivo (“a zebra” o “a macchia di leopardo”), ma solo a bassa temperatura. Non solo è stata confermata l’effettiva esistenza delle strisce, ma si è anche scoperto che esse hanno larghezza diversa dal previsto e che influenzano pesantemente la comparsa della superconduttività in questi materiali.

Si tratta di un nuovo cruciale tassello utile a ricostruire il misterioso puzzle dei cuprati, materiali le cui caratteristiche superconduttive rimangono prive di spiegazione teorica a quasi trenta anni dalla loro scoperta. Questo aiuterà gli scienziati impegnati nella progettazione in laboratorio di materiali superconduttivi più efficienti, che potranno essere così utilizzati a temperature sempre più semplici da raggiungere. Tutti i superconduttori sono effettivamente superconduttivi (conducono elettricità con resistenza nulla) solo a bassissime temperature. Ma mentre i superconduttori cosiddetti tradizionali richiedono l’uso del raro e carissimo elio liquido (-269°C, ovvero solamente 4,2 gradi sopra lo zero assoluto), i cuprati come l’YBCO sono raffreddabili con il più comune ed economico azoto liquido (-196°C).
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da Richard mar 17 lug 2012, 17:27 Stampa veloce crea pdf di questa news




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