Kun tiede yllättää: Vanhat tutut materiaalit paljastuivat monimutkaisemmiksi kuin kukaan osasi kuvitella

Oletko koskaan huomannut, että joku tuttusi onkin aivan eri ihminen kuin luulit? Materiaalitutkijat kokevat juuri nyt samanlaisen "ahaa"-elämyksen — tosin atomien kanssa.

Helsingin yliopistosta (tai oikeastaan Hepreaalisen yliopiston tutkijat Jerusalemista) julkaisi löydöksiä, jotka saivat fyysikot hieromaan silmiään. He tutkivat kahta materiaalia, jotka ovat olleet tiedossa vuosikymmeniä: niobiumdiselenidiä ja tantaalidisulfidia. Ei mitään uutta keksintöä siis. Tutkijat olivat tökineet näitä aineita vuosikausia.

Mutta kun tutkijat katsoivat tarkemmilla mittaustekniikoilla, he huomasivat jotain odottamatonta.

Tässä pointti: Molemmat materiaalit vaikuttivat olevan yhdessä suprajohtavassa tilassa. Suprajohteet ovat materiaaleja, jotka johtavat sähköä ilman energiahukkaa. Ei lämpöä, ei tuhlausta, ei mitään. Fyysikot ovat olleet niistä kiinnostuneita vuodesta 1911 lähtien. Eli yli satavuotias tutkimusala, ja silti löytyy jatkuvasti uutta.

Tutkijat käyttivät tunneloitumisspektroskopiaa nimistä tekniikkaa. Se mitä he löysivät, yllätti kaikki: näillä materiaaleilla on kaksi suprajuhtavaa tilaa, eikä vain yhtä. Ne ovat vuorovaikutuksessa niin tiiviisti, että näyttävät yhdeltä.

Se on kuin kuulisit laulajan, joka osoittautuu kahdeksi ääneksi samassa nuotissa.

Tämä selittää myös puzzlen, joka on harmittanut fyysikoita vuosia. Aiemmat kokeet näyttivät tuloksia, jotka eivät sopineet perinteisiin teorioihin. Teoriat olivat oikeastaan oikeassa — mutta ne tarvitsivat kaksi erillistä suprajohtavaa järjestystä toimiakseen.

Tämä avaa jännittäviä mahdollisuuksia. Jos ymmärrämme näiden materiaalien olevan monimutkaisempia kuin luulimme, voimme käyttää tietoa parempien suprajohteiden suunnitteluun. Puhumme tehokkaasta elektroniikasta, kvanttitietokoneista ja kehittyneistä lääketieteellisistä järjestelmistä.

Ja tässä hauska yksityiskohta: tutkijat löysivät myös viitteitä siitä, että paksummat niobiumdiselenidin versiot saattavat sisältää kolme vuorovaikuttavaa suprajohtavaa tilaa. Kolme! Alkaa tuntua, että näistä materiaaleista löytyy lopulta kokonainen kuoro.

Oppitunti tässä on, että tiede ei koskaan lakkaa yllättämästä. Mitä tarkemmin katsomme, sitä enemmän löydämme. Joskus maailmankaikkeus on monimutkaisempi — ja kiinnostavampi — kuin osasimme kuvitella.

Mitä sinä ajattelet? Onko elämässäsi piilevää monimutkaisuutta, joka osoittautui odotettua rikkaammaksi? Välillä tuntuu, että fysiikka vain peilaa kaikkea muuta olemassaoloa.