(Phys.org)—Un team di ricercatori del Tata Institute of Fundamental Research in India ha scoperto che il raffreddamento di un campione di bismuto a 0,00053 Kelvin ha fatto sì che il materiale diventasse un superconduttore, mettendo a rischio una teoria vecchia di decenni su come funziona la superconduttività. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il team descrive il loro approccio di raffreddamento e test e perché credono che ciò che hanno scoperto richiederà ai fisici di ripensare al lavoro teorico che descrive le condizioni in cui un metallo può diventare superconduttivo.

Dopo aver scoperto che alcuni metalli possono essere superconduttori in determinate condizioni (già nel 1911), gli scienziati hanno lavorato duramente per cercare di capire come funzionano in modo da poterne trarre vantaggio. Sono stati fatti molti progressi:la superconduttività è ora comunemente usata in alcuni dispositivi come gli acceleratori di particelle, ma l'obiettivo finale deve ancora essere raggiunto:trovare un metallo superconduttivo a temperatura ambiente. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno esaminato il bismuto, un metallo grigio-rossastro fragile che era stato liquidato come possibile superconduttore perché ha una densità di portatori così piccola (un elettrone mobile è condiviso da 100, 000 atomi).

Per testare il metallo, la squadra ha praticato dei fori in un'asta d'argento e poi ha spinto dentro dei cristalli di bismuto. Hanno quindi coperto l'asta con uno scudo magnetico che è stato utilizzato per far passare un campo magnetico sui campioni di bismuto. I sensori nello scudo erano abbastanza sensibili da rilevare variazioni del campo magnetico fino a 10 ^-18 Tesla. Il team ha quindi raffreddato il costrutto che avevano realizzato, osservando il punto in cui è aumentato il campo magnetico attorno ai campioni di bismuto (un indicatore dell'effetto Meissner) - quel punto è arrivato a 0,00053 Kelvin, rivelando che il metallo potrebbe essere un superconduttore se reso abbastanza freddo.

La scoperta del team ha messo in dubbio l'affidabilità della teoria di Bardeen-Cooper-Schrieffer, perché il metallo non ha abbastanza elettroni per consentire la collaborazione, il mezzo con cui la maggior parte dei semiconduttori opera senza resistenza. Ora rappresenta anche il superconduttore a densità di portatori più bassa. Il lavoro del team dimostra anche che, nonostante un notevole impegno nello studio della superconduttività, non è ancora molto ben compreso.

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