SuperC-konsortion tavoitteena on löytää huoneenlämmössä toimiva suprajohtava materiaali

Maailmanlaajuisen SuperC-konsortion tavoitteena on toteuttaa huoneenlämpötilassa toimiva suprajohde kymmenen vuoden aikaikkunalla. Onnistuessaan hankkeella on merkittävä vaikutus globaaliin energiankulutukseen. Huoneenlämpötilan suprajohtavuuden saavuttamisen kaltaiset suuret haasteet edellyttävät monipuolista yhteistyötä. Konsortiossa onkin mukana yksitoista huipputason tutkimusryhmää. Suomesta konsortiossa on mukana Aalto-yliopisto ja Jyväskylän yliopisto, ulkomailta muun muassa Princetonin ja Columbian yliopistot sekä Max Planck -instituutti. SuperC-hanketta koordinoi Aalto-yliopisto.  

Suprajohteet ovat aineita, joiden sähkövastus ja energiahäviöt katoavat kokonaan tietyssä lämpötilassa. Tämä säästää energiaa, koska laitteen virransyöttöön tarvitaan vähemmän energiaa. Ilmiötä hyödynnetään suurissa magneeteissa, lääketieteellisessä kuvantamisessa ja kvanttilaitteissa, ja sen avulla voitaisiin vähentää huomattavasti nykyisten tietokoneiden energiankulutusta.  

Tällä hetkellä suprajohtavat laitteet toimivat kuitenkin vain äärimmäisen kylmässä, alle 200 pakkasasteen lämpötilassa sillä suprajohtavuuden saavuttaminen vaatii aineen jäähdyttämistä noihin lämpötiloihin. Jäähdyttäminen toteutetaan kalliiden laitteistojen avulla, joissa käytetään hankalasti saatavia luonnonvaroja, kuten heliumia. Siihen liittyy myös huomattava energiankulutus. 

Jyväskylän yliopistossa tutkimus keskittyy nanomittakaavan laitteisiin 

Jyväskylän yliopistossa suprajohtavuustutkimus on teoreettista ja se liittyy kvantti-ilmiöiden tutkimukseen pienissä nanokokoisissa elektronisysteemeissä. Teoreettinen työ pyrkii ohjaamaan konsortiossa olevien kokeellisten ryhmien työtä kohti oikeita materiaaleja ja rakenteita.  

- Uudenlainen lähestymistapamme suprajohteiden löytämiseksi voi osoittautua erittäin tehokkaaksi myös muiden uusien materiaalien suunnittelussa ja löytämisessä. Lähestymistapa on erittäin lupaava, mutta se edellyttää laajamittaista maailmanlaajuista yhteistyötä, kertoo fysiikan laitoksen professori Tero Heikkilä, joka on mukana SuperC konsortiossa. 

Uusi rahoitus mahdollistaa huoneenlämpötilan suprajohtavuuden  

SuperC-konsortio on saanut erittäin kilpailukykyistä rahoitusta, jonka avulla tutkitaan, miten Suomessa esitetty korkean lämpötilan suprajohtavuuden mekanismi voitaisiin yhdistää koneoppimiseen. Tämä pyrkii mahdollistamaan uusien korkeammissa lämpötiloissa toimivien suprajohtavien materiaalien löytämisen. 

Jos havaittaisiin, että jotkin materiaalit muuttuisivat suprajohtaviksi korkeammissa lämpötiloissa normaalipaineessa, voisi tuloksena olla tieto- ja viestintätekniikka-alan vallankumous, jonka myötä energiankulutus pienenisi merkittävästi. Lisäksi se vauhdittaisi kvanttiteknologiaa ja parantaisi suprajohtavia magneetteja käyttävän puhtaan fuusioenergian käyttöönottomahdollisuuksia.  

Tutkimusta rahoitetaan osittain Simons-säätiön myöntämällä nelivuotisella ”Simons Collaboration on New Frontiers in Superconductivity” yhteistyöapurahalla. Tutkimukseen osallistuu seitsemän SuperC:n tutkijaa, ja yhteensä 18 tutkijaa seitsemästä maasta. Yhteistyön tavoitteena on kehittää uutta ja kattavaa teoreettista ymmärrystä, joka ylittää nykyisen suprajohtavuusteorian. Yhteistyötä johtaa professori B. Andrei Bernevig Princetonin yliopistosta.  

SuperC-konsortio on saanut aikaisemmin rahoitusta kahdelta suomalaiselta säätiöltä. Jane ja Aatos Erkon säätiö myönsi työhön kaksi miljoonaa euroa ja Keele-säätiö 695 000 euroa. Keele-säätiö myönsi myös juuri jatkorahoitusta konsortiolle, yhteensä 85 000 euroa.