Przedstawiciele laboratorium podlegającego pod Departament Energii Stanów Zjednoczonych doszli do wniosku, że wspomniana teoria – dzieło Johna Hubbarda – okazuje się przewidywać wyniki odmienne od faktycznych, gdy w grę wchodzi zachowanie jednowymiarowego układu tzw. cupratów. Prowadzi to do sugestii, jakoby ten sam model nie był w stanie poradzić sobie z przewidywaniem nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego w dwuwymiarowych cupratach.
Czytaj też: Zaskoczenie! Magnez może być nadprzewodnikiem. Trzeba go tylko bardzo sprasować
Takie zjawisko jest częstym obiektem badań ze względu na fakt, że pozwala transportować energię bez strat. Z tego względu mogłoby zostać wykorzystane na potrzeby funkcjonowania sieci energetycznych na miarę XXI wieku czy też projektowania urządzeń kwantowych o niespotykanej do tej pory wydajności. Najnowszy rozdział ekspertyz w tej sprawie został przedstawiony ze szczegółami w Physical Review Letters.
W przypadku nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego sytuacja jest nawet ciekawsza. Zwykle do zapoczątkowania i utrzymania tego fenomenu potrzeba bowiem skrajnie niskich temperatur, o ułamek stopnia wyższych od zera absolutnego. Z tego względu fizycy dążą do zwiększenia tych wartości. W idealnych okolicznościach nadprzewodnictwo byłoby możliwe do osiągnięcia w temperaturze pokojowej, choć taki scenariusz to na obecną chwilę istne science fiction.
W ramach badań dotyczących tzw. nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego naukowcy ze Stanów Zjednoczonych postanowili sprawdzić założenia modelu Hubbarda
Ale nawet pozornie niewielkie wzrosty temperatury, w której możliwe będzie utrzymanie nadprzewodnictwa, pozostają mile widziane. Jak sugerują autorzy najnowszych badań, model Hubbarda – stosowany do tej pory na potrzeby opisu silnych oddziaływań elektronowych w materiałach kwantowych – okazuje się mało skuteczny w odniesieniu do zachowania elektronów w cupratach. Taki problem jest obecny nawet w przypadku jednowymiarowych wersji cechujących się licznymi uproszczeniami.
Cupraty są związkami zawierającymi miedź i cechują się możliwością wejścia w stan nadprzewodzący już w temperaturze rzędu -138 stopni Celsjusza. Z perspektywy człowieka to oczywiście zabójcze zimno, lecz dla fizyków zajmujących się nadrzpewodnictwem – istny upał. A przecież niewykluczony, iż można byłoby wykorzystać mechanizmy przesądzające o wyjątkowości cupratów, by ułatwić nadprzewodnictwo w przypadku innych materiałów. Tym właśnie tropem idą naukowcy zajmujący się ostatnio modelem Hubbarda.
Czytaj też: Kwantowa kostka Rubika vs fizycy. Ten pojedynek mógł mieć tylko jedno zakończenie
Jak się okazało, teoria ta nie radzi sobie nawet z uproszczonym, jednowymiarowym modelem. Zestawiając osiągnięte wyniki z rezultatami badań prowadzonych z wykorzystaniem innego narzędzia, członkowie zespołu badawczego doszli do wniosku, że przyciąganie między sąsiadującymi elektronami było dziesięć razy silniejsze niż można było wnioskować na podstawie modelu Hubbarda. Ten ostatni musi więc pomijać dodatkową siłę przyciągania, która występuje w rzeczywistości. A skoro taka teoria wypada blado w przypadku jednowymiarowych struktur, to nie ma powodów by wierzyć, że sprawdzi się lepiej w odniesieniu do dwuwymiarowych.