Kaikki materiaalit koostuvat atomeista, mutta joillain materiaaleilla on lisäksi makroskooppisia kvanttiominaisuuksia, joiden ymmärtämiseen tarvitaan kvanttimekaniikkaa. Näin sanoo Peter Liljeroth, Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori.
Esimerkiksi suprajohtavuus on kvanttimekaaninen ilmiö.
”Kun lyijy jäähdytetään tarpeeksi matalaan lämpötilaan, se muuttuu suprajohteeksi. Silloin se on koherentissa kvanttitilassa.”
Kun aine on suprajohtavassa tilassa, sen läpi johdettu sähkövirta ei koe lainkaan vastusta.
”Materiaalitieteessä hienoimmat asiat ovat niitä, joita ei vielä ole olemassa. Niitä yritämme kehittää”, sanoo Peter Liljeroth. Taustalla näkyvän tyhjiökammion sisällä on nyrkin kokoinen tunnelointimikroskooppi, jolla ainetta voi tarkastella atomitasolla. Kuva: Gavin Pugh / Aalto-yliopisto
Nykyisin kaikki käyttökelpoiset suprajohteet vaativat hyvin kylmän lämpötilan, mikä rajoittaa niiden käyttöä merkittävästi. Se, että joku keksisi käytännöllisemmän suprajohteen olisi suuri edistysaskel ja vaikuttaisi valtavasti elektroniikan kehitykseen.
Vastaavia askeleita yrittää ottaa Liljerothin johtama tutkijaryhmä Aalto-yliopistossa.
Heidän tavoitteenaan on kehittää uusia, jopa suprajohtavia materiaaleja monimutkaisempia kvanttimateriaaleja sekä menetelmiä näiden tutkimiseen.
”Ideana on kehittää jotain, mitä ei ennen ole ollut olemassa. Täysin uusia kvanttimateriaaleja, joissa saamme uusia ilmiöitä aikaiseksi”, Liljeroth sanoo.
Tilaa Tekniikan Maailma ja saat jutun heti luettavaksesi.