Upptäckten av supraledning för över ett sekel sedan har betydligt förändrat vår värld. De avgörande experimenten genomfördes 1911 av den nederländska fysikern Heike Kamerlingh Onnes, som observerade att den elektriska resistansen hos kvicksilver abrupt sjunker till noll när det kyls ned till cirka 4 Kelvin.
I praktiken förverkligades tillämpningen av supraledning betydligt senare, år 1986, då högtemperatursupraledare upptäcktes. Dessa material, med en hög kritisk temperatur, har en kritisk temperatur under kokpunkten för flytande kväve, vilket minskar deras komplexitet och kostnad.
Supraledning har många fördelar som är ovärderliga i vårt dagliga liv. Den uppenbarar sig successivt i våra liv men spelar en otroligt viktig roll, även om den inte är omedelbart synlig.
Supraledare möjliggör flödet av elektrisk ström utan energiförlust, vilket gör det möjligt att bygga supersnabba tåg på magnetiska kuddar som i princip inte har någon friktion. Dessutom används supraledare i magnetiska energilagringsenheter för snabb energilagring och utgör grunden för magnetisk resonanstomografi (MRI) enheter som används vid sjukhus och forskningscentra.
Supraledning uppstår som ett resultat av bildningen av elektronpar som binds samman av sina vibrationer i den kristallina gittret (fononer). Dessa Cooperpar fryser till en kondenserad tillstånd, rör sig genom kristallgittret utan att sprida sig och bildar en sammanhängande överposition av tillstånd, eller en Bose-Einstein kondensat, som saknar elektrisk resistans.
Bildningen av Cooperpar orsakar också utstötningen av magnetfält från supraledaren, känd som Meissner-effekten. Det magnetiska fält som förstör supraledning är vanligtvis på ordningen av hundratals Tesla för vissa högtemperatur-supaeldare.
När det gäller arbetet som publicerades i Physical Review Letters, är frågan om vi kan skapa supraledning endast med hjälp av ett magnetfält utan något material. Även om detta kan låta kontroversiellt och ologiskt, som tidigare beskrivits, kräver supraledning förekomsten av materia, och starka magnetfält kan förstöra detta.
I vår forskning har vi visat att ett tillräckligt starkt magnetfält resulterar i uppkomsten av ett kondenserat tillstånd i form av en virvelartad struktur. Existensen av en sådan struktur föreslogs redan på 1980-talet, men bara vår forskning har gett bevis för dess existens.
Denna typ av upptäckt öppnar upp nya möjligheter och perspektiv för att förstå supraledning. Den fullständiga utnyttjandet av ett magnetfält för att skapa supraledning utan att använda något material kan ha en betydande inverkan på teknikutveckling och vetenskap.