Όλοι οι υπεραγωγοί μεταφέρουν ηλεκτρικά ρεύματα χωρίς αντίσταση. Αλλά το πετυχαίνουν
Η υπεραγωγιμότητα είναι μακροσκοπικήένα κβαντικό φαινόμενο, το οποίο συνίσταται στη φάση μετάβασης ορισμένων ουσιών σε χαμηλές θερμοκρασίες σε μια νέα κατάσταση με μηδενική ηλεκτρική αντίσταση. Υπάρχουν διάφοροι τύποι υπεραγωγών. Το απλούστερο από αυτά είναι μερικά καθαρά μέταλλα, των οποίων οι ιδιότητες αλλάζουν σχεδόν απόλυτα μηδέν, και η συμπεριφορά τους περιγράφεται καλά από τη θεωρία Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS)
Μια μελέτη που διεξήχθη από μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ δείχνει ότι στο UTe2, ή στο διτελλουρίδιο του ουρανίου, δεν υπάρχουν ταυτόχρονα ένας, αλλά δύο τύποι υπεραγωγιμότητας.
Σε μια άλλη μελέτη, μια ομάδα με επικεφαλής τον Steven Anlage, καθηγητή φυσικής του UMD και μέλος QMC, εντόπισε ασυνήθιστη συμπεριφορά στην επιφάνεια του ίδιου υλικού.
Οι υπεραγωγοί παρουσιάζουν την ιδιαιτερότητά τουςχαρακτηριστικά μόνο σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, όπως το νερό παγώνει μόνο κάτω από το μηδέν Κελσίου. Στους συμβατικούς υπεραγωγούς, τα ηλεκτρόνια ενώνονται μεταξύ τους σε μια γραμμή conga δύο ατόμων, ακολουθώντας το ένα το άλλο μέσα στο μέταλλο. Αλλά σε μερικές σπάνιες περιπτώσεις, ζεύγη ηλεκτρονίων μπορούμε να πούμε ότι χορεύουν το ένα γύρω από το άλλο παρά σε μια γραμμή. Μόλις τα ηλεκτρόνια ενωθούν με αυτόν τον τρόπο, σχηματίζεται μια δίνη, η οποία είναι που διακρίνει έναν τοπολογικό υπεραγωγό από έναν απλό ηλεκτρονιακό.
Σε ένα νέο επιστημονικό άρθρο, ο Palone και οι συνεργάτες τουανέφεραν δύο νέες διαστάσεις που αποκαλύπτουν την εσωτερική δομή του UTe2. Η ομάδα UMD μέτρησε τη συγκεκριμένη θερμότητα ενός υλικού, το οποίο μετρά πόση ενέργεια χρειάζεται για τη θέρμανση ανά βαθμό. Μέτρησαν τη συγκεκριμένη θερμότητα σε διάφορες αρχικές θερμοκρασίες και παρατήρησαν πώς άλλαξε καθώς το δείγμα έγινε υπεραγωγικό.
Κατά τη δεύτερη διάσταση, η ομάδα από το Στάνφορντστόχευσε μια ακτίνα λέιζερ στο κομμάτι UTe2 και παρατήρησε ότι το ανακλώμενο φως ήταν ελαφρώς παραμορφωμένο. Εάν έστειλαν φως αναπηδώντας πάνω-κάτω, το ανακλώμενο φως αναπήδησε κυρίως πάνω-κάτω, αλλά και λίγο αριστερά και δεξιά. Αυτό σήμαινε ότι κάτι μέσα στον υπεραγωγό στρίβει το φως και δεν το περιστρέφει.
Η ομάδα του Στάνφορντ το βρήκε επίσηςτο μαγνητικό πεδίο μπορεί να προκαλέσει την κάμψη του φωτός UTe2 με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Εάν εφάρμοζαν ανοδικό μαγνητικό πεδίο όταν το δείγμα έγινε υπεραγωγικό, το εξερχόμενο φως θα γέρνει προς τα αριστερά. Εάν κατευθύνουν το μαγνητικό πεδίο προς τα κάτω, το φως γέρνει προς τα δεξιά. Αυτό είπε στους ερευνητές ότι υπήρχε κάτι ιδιαίτερο για τις κατευθύνσεις πάνω και κάτω του κρυστάλλου για τα ηλεκτρόνια σε ζεύγη μέσα στο δείγμα.
Αν η φύση της υπεραγωγιμότητας στο υλικότοπολογικά, η αντίσταση στο μεγαλύτερο μέρος του υλικού θα εξακολουθεί να είναι μηδενική, αλλά κάτι μοναδικό θα συμβεί στην επιφάνεια: θα εμφανιστούν σωματίδια γνωστά ως τρόποι Majorana, θα σχηματίσουν ένα υγρό που δεν είναι υπεραγωγός. Αυτά τα σωματίδια παραμένουν επίσης στην επιφάνεια παρά τα ελαττώματα του υλικού ή τις μικρές περιβαλλοντικές διαταραχές.
Οι ερευνητές το πρότειναν χάρη στοστις μοναδικές ιδιότητες αυτών των σωματιδίων, μπορούν να γίνουν μια καλή βάση για κβαντικούς υπολογιστές. Η κωδικοποίηση ενός κομμάτι κβαντικών πληροφοριών σε διάφορα majoranas που βρίσκονται πολύ το ένα από το άλλο καθιστά τις πληροφορίες ουσιαστικά απρόσβλητες από τις τοπικές διαταραχές, οι οποίες μέχρι τώρα ήταν ένα από τα κύρια προβλήματα των κβαντικών υπολογιστών.
Διαβάστε περισσότερα
Εξήγησε πώς το σύμπαν αντανακλάται κοντά σε μαύρες τρύπες
Μαζική δηλητηρίαση και νέες εκδοχές του θανάτου του πολιτισμού: πώς άλλαξε η γνώση μας για τους Μάγια
Οι αλλαγές στην τροχιά της Γης συνέβαλαν στην εμφάνιση σύνθετης ζωής στον πλανήτη