تتحرك الإلكترونات الموجودة في الموصلات الفائقة معًا فيما يسمى بأزواج كوبر. هذا "الاقتران" يعطي
في الموصلات الفائقة للموجة s - عادة في مثل هذامواد مثل الرصاص والقصدير والزئبق - تتكون أزواج كوبر من إلكترون واحد يشير للأعلى والآخر لأسفل ، وكلاهما يتحرك "الوجه" تجاه بعضهما البعض بدون زخم زاوي خالص. في العقود الأخيرة ، أظهرت فئة جديدة من المواد الغريبة ما يسمى بالموصلية الفائقة للموجة d ، حيث تمتلك أزواج كوبر كميتين من الزخم الزاوي.
طرح علماء الفيزياء نظرية وجود ثالثنوع من الموصل الفائق بين هاتين الحالتين المسماة "المفرد": موصل فائق لموجة p بكمية واحدة من الزخم الزاوي وإقران الإلكترونات بدورات متوازية بدلاً من لفات متوازية. سيكون هذا الموصل الفائق المغزلي الثلاثي بمثابة اختراق كبير في الحوسبة الكمومية حيث يمكن استخدامه لإنشاء فرميونات ماجورانا - جسيم فريد من نوعه هو نفسه جسيم مضاد.
لأكثر من 20 عامًا ، كان السترونتيوم روثينات (Sr2RuO4) أحد المرشحين الرئيسيين لدور الموصل الفائق للموجة p.
قرر رامشو وفريقه مرة واحدة وإلى الأبدلتحديد ما إذا كان السترونتيوم روثينات هو مثل هذا المشهور p-wave superconductor. باستخدام التحليل الطيفي بالموجات فوق الصوتية عالي الدقة ، اكتشفوا أن هذه المادة من المحتمل أن تكون نوعًا جديدًا تمامًا من الموصلات الفائقة: الموجة g.
كما في المشاريع السابقة ، Ramshaw و Goshاستخدم التحليل الطيفي بالموجات فوق الصوتية بالرنين لدراسة خصائص تناظر الموصلية الفائقة في بلورات السترونتيوم الروثينية ، والتي نماها فريق عمل من معهد ماكس بلانك لفيزياء الحالة الصلبة الكيميائية في ألمانيا.
ومع ذلك ، على عكس المحاولات السابقة ، واجه Ramshaw و Ghosh تحديًا كبيرًا في إجراء التجربة.
"إن تبريد الموجات فوق الصوتية الرنانة إلى 1 كلفن (-272.15 درجة مئوية) أمر صعب ، ولهذا السبب كان علينا بناء جهاز جديد تمامًا ،" يوضح غوش.
مع تثبيت جديد ، فريق كورنيلقاس استجابة الثوابت المرنة للبلورة - سرعة الصوت في مادة ما - لموجات صوتية مختلفة عندما يتم تبريد المادة عن طريق انتقال فائق التوصيل إلى 1.4 كلفن (-271.75 درجة مئوية).
قال رامشو: "هذه هي إلى حد بعيد بيانات التحليل الطيفي بالرنين بالموجات فوق الصوتية الأكثر دقة التي تم الحصول عليها في درجات حرارة منخفضة كهذه".
بناءً على البيانات ، قرر العلماء ذلكروثينات السترونشيوم هو ما يسمى موصل فائق مكون من عنصرين. هذا يعني أن الطريقة التي ترتبط بها الإلكترونات معقدة للغاية بحيث لا يمكن وصفها برقم واحد ؛ يحتاج التوجيه أيضًا.
استخدمت الدراسات السابقةالتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR) لتضييق احتمالات أي نوع من مادة السترونتيوم الروثينية يمكن أن يكون ، بشكل فعال القضاء على الموجة p كخيار. من خلال تحديد أن المادة كانت مكونة من عنصرين ، لم يؤكد فريق رامشو هذه النتائج فحسب ، بل أظهر أيضًا أن السترونتيوم روثينات ليس موصلاً فائقًا للموجة s أو d.
يمكن للباحثين الآن استخدام هذه التقنية لدراسة المواد الأخرى لمعرفة ما إذا كانوا مرشحين محتملين للموجة p.
اقرأ أيضا
في عصر النظم البيئية: كيف يتحول عمالقة تكنولوجيا المعلومات إلى واجهات في حياتنا اليومية
تبين أن نهر Doomsday الجليدي أكثر خطورة مما اعتقد العلماء. نقول الشيء الرئيسي
استبدل GitHub مصطلح "رئيسي" بمكافئ محايد