Ερευνητές από το Ινστιτούτο Max Planck για την Κβαντική Οπτική επιβεβαίωσαν την υπόθεση για την επίδραση των μαγνητικών δυνάμεων στην
Για το πείραμά τους, οι φυσικοί χρησιμοποίησανκβαντικός προσομοιωτής: ένας κβαντικός υπολογιστής που αναδημιουργεί φυσικά συστήματα. Για να γίνει αυτό, τοποθέτησαν υπερψυχρά άτομα σε κενό χρησιμοποιώντας ακτινοβολία λέιζερ με τέτοιο τρόπο ώστε να μιμούνται τα ηλεκτρόνια σε ένα απλοποιημένο μοντέλο.
Τα σπιν των ατόμων ήταν διατεταγμένα με μια μεταβλητήκατεύθυνση. Χάρη σε αυτό, δημιουργήθηκε μια αντισιδηρομαγνητική δομή, η οποία είναι χαρακτηριστική για πολλούς υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας. Οι επιστήμονες σταθεροποίησαν το υλικό χρησιμοποιώντας μαγνητική αλληλεπίδραση και «βελτιστοποίησαν» το μοντέλο μειώνοντας τον αριθμό των ατόμων στο σύστημα. Έτσι, σχηματίστηκαν τρύπες (κενές θέσεις) στην ατομική δομή.
Οι φυσικοί έχουν χρησιμοποιήσει ένα μικροσκόπιο κβαντικού αερίου,να παρατηρήσει τη συμπεριφορά των οπών στο σύστημα. Αυτή είναι μια συσκευή που σας επιτρέπει να απεικονίσετε κβαντικά εφέ και τις μικρότερες αλλαγές στα άτομα. Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι οι τρύπες που πλησίαζαν η μία στην άλλη σχημάτιζαν ζεύγη με βάση τη μαγνητική αλληλεπίδραση.
Μηχανισμός επικοινωνίας σε μαγνητική διάταξησύστημα. Οι κόκκινες και μπλε σφαίρες είναι περιστροφές αντίθετου προσανατολισμού, οι σκιασμένες λωρίδες που συνδέουν τις σφαίρες δείχνουν τη μαγνητική σειρά. Οι λευκές σφαίρες είναι τρύπες. Όταν η τρύπα κινείται, όπως φαίνεται στα (i) και (ii), διαταράσσει τη μαγνητική τάξη. Ωστόσο, εάν η δεύτερη οπή συνδεθεί με την πρώτη, όπως στο (iii), η μαγνητική σειρά διατηρείται παρά την κίνηση των φορέων φορτίου. Εικόνα: Max Planck Institute of Quantum Optics
Υπεραγωγιμότητα υψηλής θερμοκρασίας - μηδένηλεκτρική αντίσταση σε μεμονωμένα υλικά σε σχετικά υψηλή θερμοκρασία - ανακαλύφθηκε πριν από περισσότερα από 40 χρόνια. Αλλά μέχρι τώρα, οι φυσικοί δεν κατανοούν πλήρως τους κβαντικούς φυσικούς μηχανισμούς αυτής της διαδικασίας.
Για μεταφορά φορτίου σε υπεραγωγούς,ο σχηματισμός ζευγών φορέων φορτίου - ηλεκτρονίων ή οπών. Στους παραδοσιακούς υπεραγωγούς που λειτουργούν σε χαμηλές θερμοκρασίες, οι δονήσεις ατομικού πλέγματος που ονομάζονται φωνόνια είναι υπεύθυνες για αυτή τη διαδικασία, εξηγούν οι φυσικοί, αλλά σε υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας ένας τέτοιος μηχανισμός δεν μπορεί να λειτουργήσει. Η νέα μελέτη επιβεβαιώνει μια από τις πιθανές υποθέσεις.
Οι φυσικοί σχεδιάζουν να βελτιώσουν το μοντέλο προκειμένου να παρατηρήσουν όχι μόνο τον σχηματισμό ζευγών φορέων φορτίου, αλλά και την κίνησή τους μέσα από το κρυσταλλικό πλέγμα.
Διαβάστε περισσότερα:
Μια γιγάντια ηλιακή κηλίδα στρέφεται προς τη Γη. Είναι ορατό με γυμνό μάτι
Δείτε πώς πετά ένα αεροπλάνο χωρίς λεπίδες. Η ταχύτητά του ξεπερνά τα 900 km/h
Τα «βεγγαλικά» στο στέμμα προηγούνται των ηλιακών εκλάμψεων
Στο εξώφυλλο: μια καλλιτεχνική απεικόνιση οπών που συνδέονται με τις μαγνητικές ιδιότητες του συστήματος. Εικόνα: C.Hohmann, Κέντρο Κβαντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας του Μονάχου