Gli scienziati non capiscono come alcuni materiali diventino superconduttori a temperature relativamente elevate. I fisici di Leida hanno ora trovato una sorprendente connessione con i buchi neri ausiliari. Consente ai ricercatori di applicare la conoscenza dei buchi neri al mistero della superconduttività ad alta temperatura. Il nuovo studio è pubblicato su Fisica della natura .

Superconduttività, scoperto a Leida nel 1911, è sfruttato per molte applicazioni moderne, come scanner MRI e acceleratori di particelle. Questi si basano sul fenomeno per cui le correnti elettriche scorrono senza resistenza a temperature prossime allo zero assoluto. Sfortunatamente, il raffreddamento continuo richiede molta energia, quindi i fisici di tutto il mondo stanno cercando un modo per creare materiali superconduttori che funzionino a temperature più elevate.

Tutti i superconduttori ad alta temperatura attualmente conosciuti sono basati sui cosiddetti isolanti di Mott. Questi si formano quando gli elettroni sono bloccati nei loro nodi del reticolo cristallino, esattamente uno per nodo. Si trasformano in superconduttori dopo l'iniezione di elettroni extra. I ricercatori non capiscono perché questo accade a un livello fondamentale. Sapere questo potrebbe consentire anche ai superconduttori a temperatura più elevata che sono più economici di mantenersi sufficientemente freschi.

Quando si forma il superconduttore, l'imparzialità tra il numero di elettroni e il numero di nodi disponibili all'interno del reticolo cristallino provoca un motivo a strisce, proprio come i motivi Moiré in movimento visti in TV quando viene filmato lo schermo di un computer vecchio stile. Ma perché? Questa è una domanda chiave per comprendere gli isolanti Mott.

I fisici stanno cercando la risposta in una direzione inaspettata:ipotizzano che gli elettroni dubbi nei superconduttori ad alta temperatura si comportino in qualche modo in modo simile ai buchi neri ausiliari. i fisici di Leida Alexander Krikun, Koenraad Schalm e Jan Zaanen insieme a Tomas Andrade dell'Università di Barcellona hanno ora trovato lo stesso motivo a strisce in una discrepanza simile tra buchi neri "ondulati" ausiliari e un reticolo cristallino. Ciò conferma l'ipotesi e significa che la conoscenza dei buchi neri può essere applicata per comprendere meglio la superconduttività ad alta temperatura.