Suprajohtavuutta käytetään hyväksi Shanghain maglev-luotijunassa. Kuva: Wikimedia Commons
Suprajohtavuutta käytetään hyväksi Shanghain maglev-luotijunassa. Kuva: Wikimedia Commons

Mullistavaa olisi saada se toimimaan huoneenlämmössä.

Suprajohteessa sähkö kulkee vastuksetta. Ilmiö vaatii kuitenkin hyvin alhaisia lämpötiloja. Nyt suprajohde on pystytty luomaan 70 pakkasasteessa. Suprajohteen kannalta se on hyvin lämmin verrattuna aiempiin ennätyksiin. Aiempi lämpöennätys oli noin -110 astetta.

Suprajohde toimisi siis ilman apuvälineitä joissakin luonnonoloissa esimerkiksi Etelämantereella.

Ennätys tuntuu arkielämässä merkityksettömältä. Kuitenkin jos suprajohteen saisi toimimaan huoneen lämmössä, koko elektroniikka mullistuisi.

Suprajohtavuus tuottaa myös hyvin vahvoja magneettikenttiä. Tätä on hyödynnetty muun muassa aivojen magneettikuvauksessa ja junissa, jotka kulkevat magneettien päällä. Yksi tällainen on maglev-juna Shanghain lentokentältä kaupungin keskustaan. Se kulkee suprajohtavien magneettien päällä yli 500 kilometriä tunnissa.

Uuden suprajohteen valmisti fyysikko Mihail Eremets Max Planck -instituutissa Mainzissa Saksassa. Hän käytti valmistuksessa timanttipuristinta. Sen avulla hän sai puristettua pienen määrän rikkivetyä paineeseen, joka on lähes 1,6 miljoonaa kertaa normaalia ilmanpainetta korkeampi.

Kun rikkivedystä tehtyä näytettä jäähdytti ja paineisti, se muuttui metalliksi. Timanttipuristimessa rikkivety muuttui suprajohtavaksi jo 70 pakkasasteessa.

Tutkijat eivät vielä tiedä aivan tarkkaan, miksi rikkivedyssä ilmenee suprajohtavuutta. Sillä on ehkä tekemistä rikkivedyn hilan värähtelevien kevyiden vetyatomien kanssa.

Vetyatomit auttavat elektroneja muodostamaan niin sanottuja Cooperin pareja. Juuri Cooperin parien ansiosta elektronit etenevät suprajohteessa vaivatta ja nopeasti.

Tavallisessa johteessa elektronit kulkiessaan ponnahtelevat jatkuvasti. Samalla ne menettävät energiaansa jokaisella ponnahtelulla, ja johdin lämpenee. Suprajohteissa taas elektroniparit kuljettavat sähkövirtaa paljon tehokkaammin kuin yksittäiset elektronit.

Pienikin lämpeneminen voi kuitenkin tuhota suprajohtavan tilan. Juuri siksi suprajohteet toimivat vain hyvin matalissa lämpötiloissa.

Rikkivedyn vetyatomit ovat keveitä. Siksi Cooperin parit muodostuvat jo 70 pakkasasteessa ja pysyvät hyvin koossa.

Jos huoneen lämpötilan suprajohteita löytyisi, se mullistaisi kaiken elektroniikan – sähkö voisi kiertää eri laitteissa loputtomiin ilman hävikkiä, eikä uuteen sähköön tarvittaisi voimalaitoksia.

”Teoria sanoo, että huoneen lämpöiset suprajohteet eivät ole kiellettyjä”, muistuttaa Eremets.

Suprajohtavuuden löysi hollantilainen Heike Kamerlingh Onnes vuonna 1911. Siitä lähtien suprajohteita on pyritty löytämään yhä lämpimämmässä.

Suprajohteiden hulluna vuonna 1986 löydettiin keraamisia johteita, joilla lämpötila kohosi hyppäyksen. Sen jälkeen kehitys on hidastunut, mutta nyt tehtiin uusi kunnon ennätys.

Tutkimuksen julkaisi Nature, ja siitä kertoi myös New Scientist.