O físico russo Viktor Lakhno do Keldysh Institute of Applied Mathematics, O RAS considera os bipolarons simétricos como a base da supercondutividade de alta temperatura. A teoria explica experimentos recentes em que uma supercondutividade foi alcançada no hidreto de lantânio LaH. 10 em pressão extra-alta quase à temperatura ambiente. Os resultados do estudo são publicados em Physica C:Supercondutividade e suas aplicações .
A supercondutividade implica uma ausência total de resistência elétrica no material quando ele é resfriado abaixo de uma temperatura crítica. Heike Kamerlingh Onnes foi o primeiro a observar que, à medida que a temperatura do mercúrio desce para -270 ° C, sua resistência diminui por um fator de 10, 000. Revelar como conseguir isso em temperaturas mais altas teria aplicações tecnológicas revolucionárias.
A primeira explicação teórica da supercondutividade em nível microscópico foi dada em 1957 por Bardeed, Cooper e Schrieffer em sua teoria BCS. Contudo, a esta teoria não explica a supercondutividade acima do zero absoluto. No final de 2018, dois grupos de pesquisa descobriram que o hidreto de lantânio LaH 10 torna-se supercondutor em alta temperatura recorde. O primeiro grupo afirma que a temperatura de transição para o estado supercondutor é Tc =215 K (-56 ° C). O segundo grupo relata que a temperatura é Tc =260 K (-13 ° C). Em ambas as contas, as amostras estavam sob uma pressão de mais de um milhão de atmosferas.
A supercondutividade de alta temperatura é encontrada em novos materiais quase ao acaso, uma vez que não há teoria que explique o mecanismo. Em seu novo trabalho, Viktor Lakhno sugere o uso de bipolarons como base. Um polaron é uma quasipartícula que consiste em elétrons e fônons. Polarons podem formar pares devido à interação elétron-fônon. Essa interação é tão forte que eles acabam sendo tão pequenos quanto um orbital atômico e, neste caso, são chamados de bipolarons de raio pequeno. O problema dessa teoria é que os bipolarons de raio pequeno têm uma massa muito grande em comparação com um átomo. Sua massa é determinada por um campo que os acompanha no curso do movimento. E a massa influencia a temperatura de uma transição supercondutora.
Viktor Lakhno construiu uma nova teoria bipolaron invariante à translação (TI) de supercondutividade de alta temperatura. De acordo com sua teoria, a fórmula para determinar a temperatura envolve não uma massa bipolaron, mas uma massa efetiva comum de um elétron de banda, que pode ser maior ou menor que a massa de um elétron livre no vácuo e cerca de 1000 vezes menor que a massa de um átomo. A massa da banda muda se a rede cristalina na qual um elétron é comprimido. Se a distância entre os átomos diminuir, a massa diminui, também. Como consequência, a temperatura da transição pode exceder várias vezes a temperatura relevante nas teorias bipolaron comuns.
"Eu me concentrei no fato de que um elétron é uma onda. não há lugar preferível em um cristal onde ele seja localizado. Ele existe em todos os lugares com igual probabilidade. Com base na nova teoria bipolaron, pode-se desenvolver uma nova teoria da supercondutividade. Combina todas as melhores características das concepções modernas, "diz Viktor Lakhno.
