Alle Supraleiter leiten elektrische Ströme ohne Widerstand. Aber sie erreichen ihre Wirkung
Supraleitung ist ein makroskopischesein Quantenphänomen, das im Phasenübergang einiger Substanzen bei niedrigen Temperaturen in einen neuen Zustand ohne elektrischen Widerstand besteht. Es gibt verschiedene Arten von Supraleitern. Die einfachsten davon sind einige reine Metalle, deren Eigenschaften sich nahe dem absoluten Nullpunkt ändern, und ihr Verhalten wird durch die Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS)-Theorie gut beschrieben.
Eine von einem Team der Stanford University durchgeführte Studie zeigt, dass in UTe2 oder Uranditellurid nicht nur eine, sondern zwei Arten von Supraleitung gleichzeitig existieren.
In einer anderen Studie identifizierte ein Team unter der Leitung von Steven Anlage, einem UMD-Professor für Physik und QMC-Mitglied, ungewöhnliches Verhalten auf der Oberfläche desselben Materials.
Supraleiter zeigen ihr BesonderesEigenschaften nur bei einer bestimmten Temperatur, so wie Wasser erst unter null Grad Celsius gefriert. In herkömmlichen Supraleitern verbinden sich Elektronen in einer Zwei-Personen-Conga-Linie und folgen einander im Inneren des Metalls. Aber in einigen seltenen Fällen kann man sagen, dass Elektronenpaare umeinander herumtanzen und nicht in einer Linie. Sobald sich die Elektronen auf diese Weise verbinden, entsteht ein Wirbel, der einen topologischen Supraleiter von einem einfachen Elektronensupraleiter unterscheidet.
In einem neuen wissenschaftlichen Artikel berichten Palone und seine Mitarbeiterberichteten über zwei neue Dimensionen, die die interne Struktur von Ute2 aufdecken. Das UMD-Team hat die spezifische Wärme eines Materials gemessen, die misst, wie viel Energie es pro Grad braucht, um es zu erhitzen. Sie maßen die spezifische Wärme bei verschiedenen Anfangstemperaturen und beobachteten, wie sie sich änderte, wenn die Probe supraleitend wurde.
In der zweiten Dimension hat das Team aus Stanfordrichtete einen Laserstrahl auf ein Stück Ute2 und bemerkte, dass das reflektierte Licht leicht verzerrt war. Wenn sie Licht nach oben und unten aussendeten, reflektierte das reflektierte Licht hauptsächlich nach oben und unten, aber auch leicht nach links und rechts. Dies bedeutete, dass etwas im Inneren des Supraleiters das Licht verdrehte und es nicht ausspreizte.
Das hat auch das Stanford-Team herausgefundenDas Magnetfeld kann dazu führen, dass Ute2 das Licht auf die eine oder andere Weise beugt. Wenn sie ein nach oben gerichtetes Magnetfeld anlegten, als die Probe supraleitend wurde, würde das austretende Licht nach links gekippt. Richten sie das Magnetfeld nach unten, kippt das Licht nach rechts. Dies sagte den Forschern, dass die Auf- und Abwärtsrichtung des Kristalls für die paarigen Elektronen in der Probe etwas Besonderes war.
Wenn die Natur der Supraleitung im MaterialTopologisch wird der Widerstand in der Masse des Materials immer noch Null sein, aber an der Oberfläche wird etwas Einzigartiges passieren: Es werden Partikel auftreten, die als Majorana-Moden bekannt sind, und sie werden eine Flüssigkeit bilden, die kein Supraleiter ist. Diese Partikel bleiben auch trotz Materialfehlern oder geringfügigen Umwelteinflüssen an der Oberfläche.
Die Forscher schlugen vor, dass dankAufgrund der einzigartigen Eigenschaften dieser Teilchen können sie eine gute Grundlage für Quantencomputer werden. Die Codierung einer Quanteninformation in mehrere weit voneinander entfernte Majoranas macht die Information praktisch immun gegen lokale Störungen, die bisher eines der Hauptprobleme von Quantencomputern waren.
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