Alcuni fisici negli Stati Uniti e in Corea hanno individuato un legame fra due tipi apparentemente diversi di superconduttività “non convenzionale”. Sin dagli anni ottanta, è noto che i sistemi di fermioni pesanti perdono la propria resistenza alla corrente elettrica se raffreddati al di sotto di circa 1 grado Kelvin, mentre gli ossidi di rame ad alte temperature possono rimanere superconduttori anche a 100 Kelvin e oltre.

Ora Nicholas Curro e colleghi del Los Alamos National Laboratory e della Chonnam National University hanno dimostrato che un superconduttore a base di plutonio, scoperto per la prima volta nel 2002, mostra proprietà che sembrano fare da ponte fra questi due estremi.

Una caratteristica comune di tutti i superconduttori – sia quelli a bassa che quelli ad alta temperatura – è che gli elettroni nel materiale oltrepassano in qualche modo la propria mutua repulsione elettrostatica per formare coppie di Cooper al di sotto di una determinata temperatura di transizione. Queste coppie possono poi condensare in un singolo stato quantico e muoversi senza resistenza elettrica. Nei superconduttori convenzionali, gli elettroni si accoppiano come risultato delle loro interazioni con le vibrazioni della struttura cristallina (i fononi). Al contrario, si ritiene che le coppie di elettroni nei superconduttori non convenzionali si formino in seguito alle interazioni con le fluttuazioni magnetiche nel materiale.

Nel 2002, lo stesso gruppo di scienziati aveva scoperto che una lega di plutonio, cobalto e gallio (PuCoGa5) esibiva superconduttività al di sotto dei 18,5 Kelvin. Tuttavia non era chiaro se il nuovo materiale fosse un superconduttore convenzionale oppure no. Pur avendo una struttura simile ai sistemi di fermioni pesanti, presentava una temperatura di transizione molto più alta.

Misurando gli spin dei nuclei di cobalto e gallio nella lega di plutonio a differenti temperature, Curro e colleghi hanno ora confermato che il composto è un superconduttore non convenzionale. “Questo risultato – spiegano gli scienziati – suggerisce che le due classi di superconduttori non convenzionale non sono due estremi separati ma fanno parte di un continuum”. Oltre a consentire ai ricercatori di studiare il fenomeno della superconduttività non convenzionale con maggiori dettagli, lo studio potrebbe suggerire l'esistenza di altre classi di superconduttori esotici ancora da scoprire.

Data articolo: novembre 2007

Istituzioni scientifiche citate nell'articolo:

Chonnam National University

Los Alamos National Laboratory

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