El objeto de investigación pertenece a la clase de superconductores que se convierten en superconductores cuando
Sin embargo, estos llamados de alta temperaturaLos superconductores aún no se comprenden completamente. "Sus excitaciones y dinámicas microscópicas son necesarias para comprender la superconductividad, pero después de 30 años de investigación, aún quedan muchas preguntas abiertas", dice Riccardo Comin, profesor asistente de física en el MIT.
En 2015, los científicos descubrieron una nueva especie.superconductor de alta temperatura: lámina de seleniuro de hierro de un solo espesor de capa atómica, capaz de superconducir a una temperatura de -208,15 grados centígrados. Por el contrario, las muestras masivas del mismo material se superconducen a una temperatura mucho más baja (-265,15 grados Celsius). El descubrimiento provocó una serie de investigaciones.
En un metal ordinario, los electrones se comportan de la misma manera.como individuos bailando en una habitación. En un metal superconductor, los electrones se mueven en pares, como pares en una danza. Y todos estos pares se mueven al unísono, como si fueran parte de una coreografía cuántica, lo que finalmente llevó a la creación de una especie de superfluido electrónico.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que, en condiciones normales,En los superconductores, el "pegamento" que mantiene unidos a los electrones está formado por el movimiento de los átomos dentro del material. "Si miras un sólido sentado en una mesa, parece que no está haciendo nada", dice Comin. Sin embargo, están sucediendo muchas cosas a nanoescala. Dentro de este material, los electrones vuelan en todas las direcciones posibles y los átomos vibran; vibran. En los superconductores convencionales, los electrones utilizan la energía almacenada en el movimiento de un átomo para formar pares.
El "pegamento" detrás de la unión de electrones ensuperconductores de alta temperatura, otros. Los científicos han sugerido que está asociado con una propiedad específica de los electrones: el espín. "La rotación puede verse como un imán elemental", dice Jonathan Pelliciari, físico asistente del Laboratorio Nacional Brookhaven. La idea es que en un superconductor de alta temperatura, los electrones pueden tomar parte de la energía de estos espines. Y esta energía es el "pegamento" que utilizan para crear un par.
Hasta ahora, la mayoría de los físicos pensaba quees imposible detectar o medir las excitaciones de espín en un material que tiene solo una capa atómica de espesor. Pero los físicos no solo descubrieron las excitaciones de espín, sino que, entre otras cosas, también demostraron que la dinámica de espín en una muestra ultrafina es drásticamente diferente de la dinámica de espín en una muestra masiva. En particular, la energía de los giros fluctuantes en la muestra ultrafina fue mucho más alta, cuatro o cinco veces, que la energía de los giros en la muestra a granel. Para el estudio se utilizó un instrumento de dispersión de rayos X inelástica resonante (RIXS).
“Esta es la primera evidencia experimental de excitaciones de espín en un material atómicamente delgado”, dice Pelliciari.
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