O kulisach swoich działań piszą w Physical Review Letters. Obiektem ich badań były tzw. miedziany, w których najprawdopodobniej drzemie potencjał wysokotemperaturowego nadprzewodnictwa. Obserwacje wykazały, że w określonych warunkach elektrony wchodzące w skład wspomnianych materiałów poruszają się wyłącznie w wyznaczonych kierunkach.
Czytaj też: Niezwykłe osiągnięcie w dziedzinie fizyki laserów! Indyjscy naukowcy dokonali niemożliwego
Te kierunki są wizualizowane w postaci łuków Fermiego za pośrednictwem światła lasera wyrzucającego elektrony z miedzianów. Członkowie zespołu badawczego próbowali ustalić, w jakich okolicznościach zachodzi to zjawisko. Aby tego dokonać stworzyli modele teoretyczne i numeryczne, które dostarczyły upragnionych odpowiedzi. Jak wyjaśniają, kluczowe rolę odgrywają oddziaływania magnetyczne między elektronami wchodzącymi w skład różnych atomów.
Poza sektorem energetycznym nadprzewodnictwo mogłoby być wykorzystywane na inne sposoby. Te obejmują chociażby lewitację magnetyczną, czyli zjawisko przywodzące na myśl filmy czy książki. Mówi się też o projektowaniu nadprzewodzących tranzystorów oraz elektromagnesów. Drogę do upragnionego przełomu mogą wyznaczać wspomniane miedziany, które w ostatnich latach wzbudzały ogromne zainteresowanie fizyków.
W ramach badań na temat nadprzewodnictwa naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu próbowali wyjaśnić, skąd się bierze zadziwiające zachowanie elektronów w miedzianach
Niestety, na każde pytanie, które doczekało się odpowiedzi, przypada kilka nowych, pojawiających się w międzyczasie. Zagadka dotycząca łuków Fermiego jest jedną z takowych. Naukowcy z Austrii dążyli do wyjaśnienia, dlaczego w pewnych okolicznościach w miedzianach występują ograniczenia co do kierunków, w których mogą poruszać się elektrony. Wszystko wskazuje na to, iż udało się tego dowiedzieć.
Sami zainteresowani opisują, jak przeprowadzone modelowanie wykazało, że oddziaływanie antyferromagnetyczne odgrywa najważniejszą rolę w kreowaniu opisywanego fenomenu. Za sprawą antyferromagnetyzmu kierunek magnetyczny atomu jest wyrównany w kierunku przeciwnym do sąsiedniego atomu.
Czytaj też: Przełom w fotowoltaice. Połączyli dwa materiały i stworzyli rewolucyjne panele słoneczne
W miedzianach takie zjawisko ma duży zasięg, co prowadzi do sytuacji, w której momenty magnetyczne elektronów na różnych atomach ustawiają się na długich dystansach w ściśle określony sposób. W konsekwencji ich orientacja magnetyczna zmienia się między jednym kierunkiem a drugim. Według autorów uzyskane informacje powinny mieć korzystny wpływ na dalsze badania poświęcone materiałom o skłonnościach do nadprzewodnictwa. Kolejne postępy powinny utorować drogę do upragnionych nowinek, takich jak sieci przystosowane do przesyłania energii bez strat.