Sažetak: U okviru predloženog projekta planira se provesti istraživanje dinamičkih svojstava lanca supravodljivih virova nastalih u jednodimenzionalnim strukturama mesoskopskih dimenzija klasičnog supravodiča NbGe.

Od predloženog se istraživanja očekuje doprinos u razumijevanju dinamičkog odziva rešetke supravodljivih virova u širokom rasponu frekvencija (od nekoliko Hz do 10 MHz) te detekcija karakterističnih modova kolektivnih pobuđenja virova.

Dinamika supravodljivih virova će se istraživati dvama mjernim tehnikama: tehnikom električne detekcije ne-lokalnog toka virova (u kojemu gibanje virova postoji i na onim područjima supravodiča u kojima je gustoća električne struje zanemariva) te takozvanom " mikro-Hallovom " probom, odnosno tehnikom magnetske detekcije toka virova.

U miješanom stanju može doći do interakcije (Lorentzova sila) između struje i magnetskog toka koje prodire kroz materijal, što dovodi do disipacije i gubitka supravodljivih svojstava.

Od odabranih projekata za financiranje pet ih je usmjereno razvoju novih tehnologija za koje je zainteresirano hrvatsko gospodarstvo: razvoju novih supravodljivih materijala, razvoju novih računalnih tehnologija ugrađenih u proizvode, modernim tehnologijama pročišćavanja otpadnih voda i razvoju upravljačkih sustava za turbine.

Projekt Emila Babića (Prirodoslovno-matematički fakultet Sveučilišta u Zagrebu) i Josipa Horvata (Sveučilište u Wollongong u Australiji) kojeg Fond sufinancira s 183 000 EUR, uz financiranje iz drugih izvora od 68 000 EUR, razvijat će supravodič poboljšanih svojstava na višim temperaturama, uspostaviti prvi laboratorij za proizvodnju supravodljivih žica u Hrvatskoj te pružiti priliku hrvatskoj industriji da se uključi u tehnologiju supravodljivosti.

Druga, zasnovana na elektrodinamičkoj suspenziji pomoću supravodljivih magneta, mogla je biti pretočena u ostvarivo rješenje tek šezdesetih godina ovog stoljeća: kad su 1968. godine James Powell i Gordon Danby, znanstvenici u Brookhaven National Laboratory (SAD), patentirali ovakav način brzog prijevoza, bili su ispunjeni još neki vrlo značajni tehnološki preduvjeti.

U tom je razdoblju naime konačno uspješno riješen problem dobivanja novih supravodljivih materijala, koji su omogućavali stvaranje jakih magnetskih polja, nužnih za ostvarenje ideje maglev transporta pomoću elektrodinamičke suspenzije.

U formi žice, hlađen tekućim helijem, može se koristiti za svitke supravodljivih magneta.

Dosegnuta razina od gotovo 1 nanoEMU (izraženo preko tzv. ekvivalentnog magnetskog momenta) omogućila je fundamentalna istraživanja novih magnetskih i supravodljivih sistema obilježenih intrinsično vrlo malim mjernim signalima.

Banalno, ta svojstva otežavaju proizvodnju supravodljivih žica.

Tekući se helij koristi za postizanje niske temperature, primjerice za hlađenje supravodljivih magneta u čestičnim ubrzivačima, MRI uređajima, kao i za punjenje plinskih termometara za niske temperature.

Uzorci supravodljivih sustava su široki oko 100 nm (nanometara, 1 nm = 0,000000001 m) a tanji su od 1 nm.

Većina supravodljivih sustava već je konstruirana i proučena, no mehanizam supravodljivosti i dalje predstavlja nepoznanicu.

Različite nečistoće u materijalu će pri tom omogućiti određivanje svojstava supravodljivih slojeva.

U aktualnim istraživanjima visokotemperaturnih supravodiča na Fizičkom odsjeku PMF-a u Zagrebu proučavamo nerezonantni mikrovalni odziv supravodljivih uzoraka u ovisnosti o temperaturi (5 - 200 K) i magnetskom polju (0 - 16 T) iz kojeg se određuju supravodljivi parametri poput gornjeg kritičnog polja, duljine koherencije i frekvencije otpuštanja magnetskih virova.

Ispitivanje dopiranja u ovim sistemima također daje nove alate za razumijevanje problema visokotemperaturnih supravodljivih keramika i to kroz kombinaciju metoda koje opisuju propagaciju šupljine u rezonantna valentna stanja, što proširuje koncepte u fizici kondenzirane materije.

Vrlo jako magnetsko polje supravodljivih magneta u heliju (3 do 4 Tesla) uzrokuje rotaciju elektrona pri giro frekvenciji.

U skladu sa ovim informacijama, otkriće supravodljivih materijala " visoke temperature " postalo je vrlo značajno, iako ove takozvane " visoke " temperature iznose oko 220 stupnjeva ispod nule.

Tijekom boravka izvedena su 75 As, 139 La, 57 Fe NMR i 75 As NQR mjerenja supravodljivih feropnictida.

Nastavljena je suradnja u istraživanjima supravodljivih feropnictida koji od otkrića 2008. godine pobuđuju posebani interes među fizičarima čvrstog stanja.

Tijekom ovog posjeta izvedena su ssNMR/NQR mjerenja ovih supravodljivih materijala.

Japanski maglev program razvija EDS sustav, u kojem vozilo lebdi iznad vodilice (koja odgovara tračnicama kod klasične željeznice) zbog elektromagnetskih sila koje se javljaju između supravodljivih magneta u vozilu i zavojnica u vodilici.

S druge strane bili su ekonomski parametri: uvođenje niskih temperatura te velikih supravodljivih uređaja bilo je moguće samo ako su njihove i radne ali i ekonomske karakteristike bile bitno povoljnije u odnosu na postojeće klasične metode, pri čemu su troškovi za hlađenje trebali biti minimalni.

Korištenje supravodljivih magneta za levitaciju i pogon omogućiti će ne samo veće već i jeftinije brzine prijevoza (što nije imala nijedna nova tehnologija prijevoza do sada), jer su energetske potrebe magleva samo 25 % potreba avionskog prijevoza sličnih karakteristika.

Ona se drži u sredini prstenaste cijevi pomoću jakih, supravodljivih magneta.

Snopovi čestica vode se kroz cijevi akceleratorskog prstena pomoću jakog magnetskog polja koje se postiže upotrebom supravodljivih elektromagneta.

Nakon inicijalnog pokretanja došlo je do kvara jednog od supravodljivih magneta pa su eksperimenti odgođeni za proljeće 2009. godine.

No, desetak dana kasnije uslijedilo je razočarenje jer je zbog kvara na jednom od supravodljivih magneta, koji se nalaze na dubini od 100 metara u tunelu opsega 27 kilometara, došlo do prekida rada LHC-a.

Nastavljena je suradnja u istraživanjima supravodljivih feropnictida i razmjena iskustava u NMR čvrstog stanja.