Co do zasady nadprzewodniki to materiały, które charakteryzują się w odpowiednich warunkach stanem zerowej rezystancji. Płynący w nich prąd nie na potyka żadnego oporu, dzięki czemu sam materiał nie generuje żadnych strat energii.
Podstawowym ograniczeniem nadprzewodników jest fakt, że wszystkie dotąd poznane materiały tego typu wykazują nadprzewodnictwo wyłącznie w ekstremalnie niskich temperaturach. Nie dziwi zatem fakt, że większość badań w tej dziedzinie skupia się na poszukiwaniach materiałów, które byłyby nadprzewodnikami w temperaturze pokojowej i ciśnieniu otoczenia. Odkrycie takiego materiału mogłoby zrewolucjonizować współczesną technologię na wiele sposobów. Pojawiające się od czasu do czasu grupy badaczy twierdzące, że udało im się odkryć nadprzewodnik w temperaturze pokojowej, natychmiast trafiają na czołówki gazet i wszystkich mediów popularnonaukowych. Jak się jednak okazuje — przynajmniej tak było dotychczas — twierdzenia te zawsze okazują się na wyrost.
Czytaj także: Nadprzewodnik, który zmieni nasz świat. Właśnie pojawił się nowy dowód w głośnej sprawie
Drugim równie istotnym ograniczeniem nadprzewodników jest fakt, że wiele procesów technologicznych wykorzystywanych w urządzeniach elektronicznych zastosowanych do nadprzewodników zmniejsza lub eliminuje samo nadprzewodnictwo. Dobrym przykładem jest tutaj zastosowanie pola magnetycznego do danego materiału.
Tutaj jednak pojawił się interesujący przełom. Międzynarodowy zespół naukowców odkrył bowiem materiał, w którym to właśnie zewnętrznie przyłożone silne pole magnetyczne umożliwia utrzymanie stanu nadprzewodnictwa. Mowa tutaj o materiale, który wykazuje nadprzewodnictwo na swojej powierzchni, ale nie we wnętrzu, czyli o tak zwanym izolatorze topologicznym. W tym przypadku dwuwymiarowy izolator został stworzony z rtęci, manganu i telluru.
Większość nadprzewodników traci swoje właściwości w polu magnetycznym. Ten jest jednak inny.
W toku swoich eksperymentów naukowcy wprowadzili elektrony izolatora w fazę Fuldego-Ferrella-Larkina-Ovchinnikova (FFLO), w której pary elektronów umożliwiają bezoporowy przepływ energii. Tak stworzony materiał działa na swój sposób jako złącze Josephsona, czyli układ dwóch nadprzewodników rozdzielonych cienką warstwą materiału nienadprzewodzącego, w którym może dochodzić do tunelowania Josephsona.
Czytaj także: Miał być rewolucyjnym nadprzewodnikiem. LK-99 zafundował nam jednak zwrot akcji
Naukowcy zwracają uwagę, że sama faza FFLO nie jest niczym nowym w nadprzewodnikach, jednak jeszcze nigdy nie obserwowano jej w złączu Josephsona. Mamy tutaj zatem do czynienia z unikalnym połączeniem nadprzewodnika i izolatora topologicznego. Wyjątkowość tego materiału polega zatem na tym, że wszystkie zalety nadprzewodnika można w nim kontrolować za pomocą zewnętrznego pola magnetycznego, a to już stanowi prawdziwy przełom.
Badacze przyznają, że badania tego unikalnego materiału mogą umożliwić rozwój naszej wiedzy o wzajemnym oddziaływaniu zjawisk magnetyzmu i nadprzewodnictwa. To z kolei może doprowadzić do opracowania zupełnie nowych dla nich zastosowań. O ile bowiem nadprzewodniki wykorzystuje się już w kolejach maglev czy też w maszynach do rezonansu magnetycznego, to taki poziom kontroli może doprowadzić do ich wykorzystania także w komputerach kwantowych, w których niezbędna jest precyzyjna kontrola przepływających przez nie elektronów. Dotychczas pola magnetyczne w komputerach kwantowych były przeszkodą w wykorzystywaniu nadprzewodników, bowiem zaburzały one delikatne bity kwantowe. Możliwe jednak, że nowy nadprzewodnik kontrolowany magnetycznie całkowicie to zmieni.