Los electrones de los superconductores se mueven juntos en los llamados pares de Cooper. Este "emparejamiento" da
En superconductores de onda S, generalmente en talesmateriales como plomo, estaño y mercurio: los pares de Cooper están formados por un electrón que apunta hacia arriba y el otro hacia abajo, los cuales se mueven "boca abajo" uno hacia el otro sin un momento angular puro. En las últimas décadas, una nueva clase de materiales exóticos ha demostrado la llamada superconductividad de la onda D, en la que los pares de Cooper tienen dos cuantos de momento angular.
Los físicos han propuesto la teoría de la existencia de un tercertipo de superconductor entre estos dos estados denominados "singlete": un superconductor de onda p con un cuanto de momento angular y emparejamiento de electrones con espines paralelos en lugar de antiparalelos. Este superconductor de triplete de espín será un gran avance en la computación cuántica, ya que se puede utilizar para crear fermiones de Majorana, una partícula única que es en sí misma una antipartícula.
Durante más de 20 años, el rutenato de estroncio (Sr2RuO4) ha sido uno de los principales candidatos para el papel de superconductor de onda p.
Ramshaw y su equipo decidieron de una vez por todaspara determinar si el rutenato de estroncio es un superconductor de onda p tan popular. Usando espectroscopia ultrasónica resonante de alta resolución, descubrieron que este material es potencialmente un tipo completamente nuevo de superconductor: la onda g.
Como en proyectos anteriores, Ramshaw y Goshutilizó espectroscopía ultrasónica de resonancia para estudiar las propiedades de simetría de la superconductividad en un cristal de rutenato de estroncio, que fue cultivado por personal del Instituto Max Planck de Física Química del Estado Sólido en Alemania.
Sin embargo, a diferencia de los intentos anteriores, Ramshaw y Ghosh enfrentaron un gran desafío al realizar el experimento.
“Enfriar el ultrasonido resonante a 1 Kelvin (menos -272,15 grados Celsius) es difícil, y para eso tuvimos que construir un aparato completamente nuevo”, explica Ghosh.
Con una nueva instalación, el equipo de Cornellmidió la respuesta de las constantes elásticas de un cristal, esencialmente la velocidad del sonido en un material, a varias ondas sonoras cuando el material se enfría mediante una transición superconductora a 1,4 Kelvin (-271,75 ° C).
“Estos son, con mucho, los datos de espectroscopía ultrasónica de resonancia más precisos jamás obtenidos a temperaturas tan bajas”, dijo Ramshaw.
Con base en los datos, los científicos han determinado queEl rutenato de estroncio es un superconductor de dos componentes. Esto significa que la forma en que se unen los electrones es tan compleja que no se puede describir con un solo número; él también necesita dirección.
Estudios anteriores han utilizadoespectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) para reducir las posibilidades de qué tipo de material de onda puede ser el rutenato de estroncio, eliminando efectivamente la onda p como una opción. Al determinar que el material era de dos componentes, el equipo de Ramshaw no solo confirmó estos hallazgos, sino que también mostró que el rutenato de estroncio no es un superconductor ordinario de ondas s o d.
Los investigadores ahora pueden usar esta técnica para estudiar otros materiales y ver si son candidatos potenciales para la onda p.
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