[PWC-MEDIA] Persbericht Universiteit Leiden: Hoe metalen hun weerstand verliezen

From: Universiteit Leiden - Communicatie <communicatie@xxxxxxxxxxxxx>
To: Universiteit Leiden - Communicatie <communicatie@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Thu, 12 Feb 2015 13:14:02 +0000
[http://i2.cmail1.com/ti/d/26/A42/D6A/020321/zegel3.jpg]


12 februari 2015

Hoe metalen hun weerstand verliezen
Het gedrag van deeltjes in hoge-temperatuur supergeleiders is mogelijk beter te 
verklaren met de snaartheorie dan met de kwantumtheorie. Fysicus Jan Zaanen 
stelt dit in een artikel in Nature dat vandaag verschijnt.
Zoeven door de stof
Hoe kan het dat sommige metalen beneden een zekere temperatuur al hun 
elektrische weerstand verliezen? Jan Zaanen, hoogleraar theoretische fysica aan 
de Universiteit Leiden, onderzoekt dit fenomeen, supergeleiding geheten. Als er 
stroom door een metalen draad gaat, betekent dit dat er elektronen door het 
metaal bewegen. Elektronen zijn negatief geladen deeltjes die in alle atomen 
voorkomen. Normaliter moeten deze deeltjes weerstand overwinnen om te kunnen 
bewegen, wat energie kost. Daardoor wordt een snoer waar veel stroom doorheen 
gaat warm. Bij supergeleiding verliest een metaal al zijn weerstand en kunnen 
de elektronen moeiteloos door het materiaal zoeven. Tot 1986 dacht men dat 
supergeleiding alleen voorkomt bij temperaturen onder de 30 Kelvin (-243 graden 
Celsius). Het was dan ook een enorme verrassing toen in 1986 bleek dat 
verbindingen van koperoxides met sommige exotische metalen (lanthaan, barium, 
yttrium) bij hogere temperaturen, namelijk tot wel 165 Kelvin, supergeleidend 
blijven.
Kwantumtheorie werkt niet meer
‘Er bestaat een theorie die keurig verklaart hoe individuele elektronen in een 
metaal onder een zekere temperatuurgrens paren vormen’, aldus Zaanen. Volgens 
deze kwantumtheorie zijn 'gepaarde' elektronen een nieuw soort deeltjes, 
waardoor ze ongehinderd door het metaal bewegen. Maar dat mechanisme werkt niet 
meer in hoge-temperatuur supergeleiders. Zaanen: 'Dan is er geen notie meer van 
individuele deeltjes, dit is collectief gedrag van grote aantallen elektronen 
dat met de gewone kwantumtheorie niet meer uit te rekenen is. Eigenlijk ligt de 
bal op dit moment bij de theoretici. Zij moeten met nieuwe wiskunde komen.' 
Zaanen behandelt in vogelvlucht recente ontwikkelingen, wat uitmondt in de 
consensus dat een theorie ontbreekt die het allemaal werkelijk verklaart. Hij 
hoopt op hulp uit onverwachte hoek — de snaartheorie, de beoogde 'theorie van 
alles' die alle deeltjes en krachten in de natuur in één consistent model onder 
moet brengen.
Elektriciteit duizenden kilometers transporteren
Zaanen en zijn collega’s vestigen hun hoop op de zogeheten 
AdS/CFT-correspondence. Dit is een wiskundige techniek die voortkomt uit de 
snaartheorie. Als het met deze techniek lukt om hoge-temperatuur supergeleiders 
tot in detail te verklaren, wordt het misschien mogelijk om materialen te 
ontwerpen die bij nog hogere temperatuur supergeleidend blijven. Dat zou pure 
winst zijn, want dan is minder energie slurpende koeling nodig voor, 
bijvoorbeeld, de zeer sterke elektromagneten in MRI-scans. De ultieme droom is 
een materiaal dat bij onze omgevingstemperatuur supergeleidend is, want dan zou 
je zonder energieverlies elektriciteit over duizenden kilometers kunnen 
transporteren, bij wijze van spreken van zonnecellen in de Sahara naar Noord 
-Europa. Maar de vraag is of dat in principe fysisch mogelijk is.
Revolutie in de maak
Zaanen was een van de eersten die in 2007 deze nieuwe wiskunde toepasten in de 
vastestof-fysica, maar zoals ook uit de review blijkt, raken steeds meer 
vastestof-fysici overtuigd dat het legitiem is om de snaartheorie en 
hoge-temperatuur supergeleiders met elkaar in verband te brengen. Zaanen: 'Ik 
denk dat er een revolutie in de maak is.'
Details van het artikel
Cuprates: from Quantum Matter to High Temperature Superconductivity
DOI: 10.1038/nature14165
B. Keimer1, S. A. Kivelson2, M. R. Norman3, S. Uchida4, J. Zaanen5
1Max-Planck-Institute for Solid State Research, Heisenbergstr. 1, D-70569 
Stuttgart, Germany
2Department of Physics, Stanford University, Stanford, California 94305, USA
3Materials Science Division, Argonne National Laboratory, Argonne, IL 60439, USA
4Department of Physics, University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
5Instituut-Lorentz for Theoretical Physics, Universiteit Leiden, P.O. Box 9506, 
2300 RA Leiden, The Netherlands


[http://i1.cmail1.com/ei/d/45/FC5/3DD/csimport/iStock_000000537025Large.111249.jpg]




Als hogetemperatuurgeleiders tot in detail verklaard kunnen worden, zou je 
wellicht zonder energieverlies elektriciteit over duizenden kilometers kunnen 
transporteren. Bij wijze van spreken van zonnecellen in de Sahara naar 
Noord-Europa.





________________________________
Noot voor de pers, niet voor publicatie
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met:
Dhr. Prof.dr. J. Zaanen: 071-5275506 / 
jan@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx<http://jan@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
Inès van Arkel, Adviseur Wetenschapscommunicatie: 071-5273282 / 
i.van.arkel@xxxxxxxxxxxxxxxx<mailto:i.van.arkel@xxxxxxxxxxxxxxxx>

________________________________
Over de Universiteit Leiden
De Universiteit Leiden is een internationaal georiënteerde 
onderzoeksuniversiteit. De universiteit biedt hoogwaardig onderzoek en 
academisch onderwijs in het alfa- gamma- en bètadomein. De Universiteit 
Leiden<http://persberichten.cmail1.com/t/d-l-yhuudud-jlkyurtku-j/> heeft 4.200 
mensen in dienst en leidt 23.000 studenten op.
Wilt u onze wekelijkse nieuwsbrief ontvangen? 
Aanmelden<http://persberichten.cmail1.com/t/d-l-yhuudud-jlkyurtku-t/>
Afmelden van onze 
persberichten<http://persberichten.cmail1.com/t/d-u-yhuudud-jlkyurtku-r/>  |  
Adreswijziging 
doorgeven<http://persberichten.updatemyprofile.com/d-yhuudud-74460B15-jlkyurtku-y>
[PWC-MEDIA] Persbericht Universiteit Leiden: Hoe metalen hun weerstand verliezen

Other related posts:
