Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 27/07/2009 23:46 (GMT+7)

Siêu dẫn nhiệt độ cao nền sắt tiết lộ cơ chế siêu dẫn mới

Hiện tượng siêu dẫn xảy ra khi một vật liệu bị làm lạnh dưới một nhiệt độ nhất định và khi đó các điện tử dẫn trong vật liệu sẽ kết thành các cặp và truyền dẫn mà không có điện trở. Khe năng lượng siêu dẫn, một tính chất vật lý quan trọng trong chất siêu dẫn, là năng lượng cần thiết để phá hủy một trong số các cặp đó. Thật vậy, đo đạc một cách chính xác bản chất của khe năng lượng đóng vai trò quyết định trong việc hiểu được bản chất vật lý của hiện tượng siêu dẫn. Trong các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ thấp truyền thống ví dụ như chì, các nhà vật lý đã biết rằng khe năng lượng của nó là đối xứng hoàn hảo đối với chiều mômen xung lượng của điện tử. Các vật liệu siêu dẫn này có thể mô tả bằng lý thuyết siêu dẫn BCS phát triển bởi John Bardeen, Leon Cooper và Robert Schrieffer vào năm 1957. Lý thuyết này đã chỉ ra rằng các cặp điện tử được tạo ra là kết quả của tương tác giữa các điện tử với dao động mạng tinh thể trong vật liệu.

Tuy nhiên, trong các vật liệu khác ví dụ như các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao dựa trên hợp chất ôxit đồng (cuprate superconductors), khe năng lượng không đối xứng một cách hoàn hảo, nhưng cũng phân chia thành các thùy riêng biệt được mô tả như đối xứng sóng d (d-wave symmetry). Do lý thuyết BCS đòi hỏi một khe năng lượng đối xứng, do đó lý thuyết này không thể sử dụng để lý giải các tính chất siêu dẫn nhiệt độ cao. Trong khi dường như có một mối tương quan lớn giữa các khe năng lượng với tính chất đối xứng bất thường và tính siêu dẫn nhiệt độ cao, các nhà vật lý lại vẫn đang cố gắng hiểu cơ chế kết cặp trong các vật liệu này.

Đối xứng hay không đối xứng?

Vấn đề càng bị phức tạp hóa hơn khi mà họ vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao mới trên nền các hợp chất của sắt-arsene được các nhà vật lý phát hiện năm trước không có các tính chất khớp với các mô hình BCS hay kiểu ôxit đồng. Khi đo đạc khe năng lượng của các vật liệu này bằng kỹ thuật chuẩn phổ phát xạ phân giải góc (Angle-resolved photoemission spectroscopy - ARPES), khe năng lượng xuất hiện dạng đối xứng nhưng lý thuyết BCS bất lực trong việc giải thích tại sao chúng lại mang tính siêu dẫn ở nhiệt độ khá cao. Một số nhà vật lý đã nhận ra rằng một vật liệu siêu dẫn có thể có khe năng lượng đối xứng hoàn hảo về mặt độ lớn, nhưng với một trạng thái dương cho một vài điện tử và một trạng thái âm cho một số khác. Một khe năng lượng với đối xứng "S±" có thể liên quan đến các tính chất nhiệt độ cao của hợp chất sắt-arsene.

Mới đây, Ray Osborn cùng các cộng sự ở các Phòng thí nghiệm Quốc gia Argons và Oak Ridge, và Đại học Northwestern (Hoa Kỳ), cùng các cộng sự tại Phòng thí nghiệm Rurtherford Appletion (RAL,Anh quốc) đã sử dụng kỹ thuật tán xạ netron không đàn hồi để tìm ra một bằng chứng thực nghiệm đầu tiên cho đối xứng S± trong vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao nền sắt (Ba 0.6K0.4Fe 2As 2).

Merlin tiết lộ kích thích từ

Nhóm đã sử dụng phổ kế Merlin tại hệ thiết bị tán xạ neutron ISIStại RAL. Chùm neutron xung được sử dụng để bắn phá vật liệu, và phân bố năng lượng cũng như xung lượng của neutron tán xạ được đo đạc. Nhóm đã tìm ra rằng neutron đã tạo ra một kích thích từ trong vật liệu ở tại một giá trị xung lượng và năng lượng mà họ tin rằng chỉ có thể xảy ra nếu khe năng lượng có đối xứng S±. Theo Osborn, đối xứng này chưa từng được phát hiện trước đó bởi vì kỹ thuật ARPES không nhạy với các trạng thái của khe.

Osbon phát biểu trên physicsworld.com rằng đối xứng S± “ có một hệ quả hết sức sâu sắc cho bản chất tương tác cặp ”. Không giống như tương tác BCS, là tương tác húttrong khoảng cách gần, Osbon nói rằng đối xứng S± có ngụ ý là cơ chế cặp trong các vật liệu siêu dẫn là tương tác đẩy ở khoảng cách gần và là tương tác hút ở khoảng cách xa. “ Đó là một thôngtin cực kỳ quan trọng cho các nhà lý thuyết ” – Osbon nói, nhưng cũng cảnh báo rằng “ Nó không nói cơ chế chính xác thực ra là gì ?”.

Theo Igor Mazin ở Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân ở Washington, phát hiện này có nghĩa là nhiều khả năng cơ chế này tạo ra tính siêu dẫn trong các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao sắt-arsene, khác hẳn với cơ chế trong các vật liệu siêu dẫn hợp chất đồng hoặc siêu dẫn nhiệt độ thấp truyền thống. Mazin cũng chỉ ra rằng đối xứng S± cũng đồng nghĩa với việc từ tính cũng hầu như được tạo ra trong tương tác cặp và nếu hiểu được một cách rõ ràng tronng các vật liệu sắt-arsene sẽ là một then chốt trong việc hiểu tính siêu dẫn của chúng. Osbon cùng các đồng nghiệp cũng đang lập các kế hoạch để thực hiện thêm các thí nghiệm nhiễu xạ neutron trên mẫu đơn tinh thể, mà có khả năng sẽ tiết lộ thêm nhiều thông tin lý thú. Có thể xem chi tiết công trình vừa công bố trên Nature 456 930 .

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.
Đắk Lắk: Phản biện hồ sơ Dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời
Sáng 29/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Hội đồng góp ý, phản biện xã hội và phản biện khoa học đối với hồ sơ đề nghị chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án Nhà máy điện gió E&M Đắk Lắk tại xã Ea Knốp và xã Cư Prao; Dự án Nhà máy điện mặt trời Jang Pông 2 tại xã Ea Wer.
Góp ý Luật luật An toàn, vệ sinh lao động: Lấy bảo vệ con người và quản trị rủi ro làm trung tâm
Ngày 30/10/2026, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp Hội Khoa học Kỹ thuật An toàn Vệ sinh Lao động Việt Nam (VOSHA) tổ chức Hội thảo "Góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật An toàn, vệ sinh lao động". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch VUSTA và GS.TS Lê Vân Trình, Chủ tịch VOSHA đồng chủ trì.
VUSTA công bố các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt
Ngày 30/10/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trang trọng tổ chức Hội nghị công bố các quyết định quan trọng về công tác cán bộ. Lãnh đạo VUSTA đã trao quyết định nghỉ hưu hưởng chế độ cho 02 cán bộ, chuyên viên, đồng thời trao các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển trong giai đoạn mới.
Liên hiệp Hội Việt Nam hưởng ứng tháng “Vì người nghèo”
Sáng 27/10, tại Hội trường xã Quốc Oai, Khối thi đua các tổ chức thuộc lĩnh vực Khoa học - Kinh tế - Pháp luật - Giáo dục - Đối ngoại thuộc Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam phối hợp với Ủy ban MTTQ Việt Nam thành phố Hà Nội, Hội Luật gia thành phố Hà Nội và xã Quốc Oai tổ chức Hội nghị “Nghe dân nói, nói dân nghe” và thực hiện Tháng cao điểm vì người nghèo 2026.
Thủ tướng mong muốn đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng kiến tạo chuỗi giá trị mới
Phát biểu tại Diễn đàn Kinh tế mùa Thu 2026, Thủ tướng Lê Minh Hưng khẳng định Việt Nam mong muốn các đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng nghiên cứu, phát triển công nghệ, đổi mới sáng tạo và kiến tạo những chuỗi giá trị mới.
Tạo động lực tăng trưởng xanh từ khoa học, công nghệ
Chính phủ Việt Nam nhiều lần khẳng định quan điểm "không đánh đổi môi trường lấy tăng trưởng kinh tế". Trong bối cảnh đó, việc giải quyết hài hòa mối quan hệ giữa yêu cầu tăng trưởng nhanh và bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu thông qua các giải pháp khoa học, công nghệ đang trở thành yêu cầu cấp thiết hiện nay.
Hội nghị Đoàn Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ nhất (khóa IX)
Chiều 28/10, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức Hội nghị Đoàn Chủ tịch lần thứ nhất (khóa IX), nhiệm kỳ 2026 - 2031. Hội nghị tập trung thảo luận, đóng góp ý kiến vào các dự thảo văn bản nền tảng quan trọng, đánh giá kết quả hoạt động từ sau Đại hội IX, đồng thời đề ra nhiệm vụ trọng tâm đến cuối năm 2026.
Hội nghị BCH Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tháng 10/2026: Tập trung lãnh đạo, chỉ đạo triển khai các nhiệm vụ trọng tâm
Sáng 28/10, tại Hà Nội, Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ nhằm đánh giá kết quả công tác tháng 10, xác định nhiệm vụ trọng tâm tháng 11/2026 và triển khai một số nội dung quan trọng liên quan đến công tác xây dựng Đảng.