Tema

”Ett av materialvetenskapens viktigaste problem löst”

Det säger professor Peter Oppeneer vid Uppsala universitet. Tillsammans med tre kollegor har han lyckats förklara den så länge olösta gåtan inom materialvetenskapen, den så kallade gömda ordningen – hur en ny fas uppstår och varför. En upptäckt som har stor betydelse för förståelsen av hur nya materialegenskaper uppstår, hur de kan styras och utnyttjas i framtiden. Resultaten publiceras nu i den vetenskapliga tidskriften Nature Materials.

Forskare har under lång tid försökt utveckla framtidens supraledningsmaterial som kan leda energi utan energiförluster, något som har stor betydelse för framtidens energiförsörjning. Men en pusselbit har saknats. Det finns flera material som visar en tydlig fasövergång i alla termodynamiska egenskaper när temperaturen går ned under en viss övergångstemperatur, men man har inte lyckats förklara den nya kollektiva ordningen i materialet. Fram till nu har den kallats den gömda ordningen.

– Den gömda ordningen upptäcktes för 24 år sedan och forskare har under alla dessa år försökt hitta en förklaring, men ingen har lyckats hittills. Det har gjort detta till ett av materialvetenskapens hetaste ämne. Och när vi nu förklarar hur gömda ordningar i materialen uppstår, på ett vis vi aldrig sett förut, har vi löst ett av nutidens viktigaste problem inom det här vetenskapsområdet, säger professor Peter Oppeneer.

Fyra fysiker från Uppsala universitet, med Peter Oppeneer i spetsen och i samarbete med John Mydosh från Kölns universitet, som upptäckte den gömda ordningen för 24 år sedan, visar genom stora beräkningar hur den gömda ordningen uppstår. Mycket små magnetiska fluktuationer driver fram förändringar i materialet makroskopiska egenskaper, så att en helt ny fas med annorlunda egenskaper uppstår.

– Aldrig tidigare har vi sett att de så kallade ”magnetiska spinn excitationerna” ger upphov till fasövergång och bildandet av en ny fas. I vanliga material kan de inte förändra materialets fas och egenskaper för att de är så svaga. Men nu har vi visat att det faktiskt är möjligt, säger Peter Oppeneer.

Det är en datorbaserad teori som noggrant förklarar alla fysiska fenomen av den gömda ordningen. Det kommer bland annat att kunna användas för bättre förståelse av höga temperaturers supraledningsmaterial och kommer således att ha betydelse för utvecklingen av nya supraledningsmaterial och framtidens energiförsörjning.

Se också tidskriftens webbplats.

Kontaktinformation
För mer information vänligen kontakta:
Peter Oppeneer, professor vid institutionen för fysik och materialvetenskap,
på 018-471 37 48; 0709-60 40 16 eller Peter.Oppeneer@fysik.uu.se

”Ett av materialvetenskapens viktigaste problem löst”

 lästid ~ 2 min