Elektroni u supravodičima kreću se zajedno u takozvanim Cooperovim parovima. Ovo "sparivanje" daje
U s-valnim supravodičima - obično u takvimmaterijali kao što su olovo, kositar i živa - Cooperovi parovi sastoje se od jednog elektrona usmjerenog prema gore, a drugog prema dolje, koji se oba kreću "licem prema dolje" jedan prema drugome bez čistog kutnog momenta. Posljednjih desetljeća nova klasa egzotičnih materijala pokazala je takozvanu superprovodljivost d-vala, u kojoj Cooperovi parovi imaju dva kvanta kutnog gibanja.
Fizičari su iznijeli teoriju o postojanju trećinevrsta supravodiča između ova dva takozvana "singletna" stanja: p-val superprovodnik s jednim kvantom kutne količine gibanja i uparivanje elektrona s paralelnim, a ne antiparalelnim spinovima. Ovaj spin-triplet superprovodnik bit će glavni proboj u kvantnom računanju jer se može koristiti za stvaranje fermona Majorana - jedinstvene čestice koja je i sama antičestica.
Više od 20 godina stroncijev rutenat (Sr2RuO4) jedan je od vodećih kandidata za ulogu superprovodnika p-vala.
Ramshaw i njegov tim odlučili su jednom zauvijekkako bi se utvrdilo je li stroncijev rutenat tako popularan super-provodnik p-valova. Korištenjem rezonantne ultrazvučne spektroskopije visoke rezolucije otkrili su da je ovaj materijal potencijalno potpuno nova vrsta supravodiča: g-val.
Kao i u prethodnim projektima, Ramshaw i Goshkoristio je rezonantnu ultrazvučnu spektroskopiju za proučavanje simetrijskih svojstava supravodljivosti u kristalu stroncijevog rutenata, koje je uzgajalo osoblje s Instituta Max Planck za kemijsku fiziku krutine u Njemačkoj.
Međutim, za razliku od prethodnih pokušaja, Ramshaw i Ghosh suočili su se s velikim izazovom u provođenju eksperimenta.
"Teško je hladiti rezonantni ultrazvuk do 1 Kelvina (minus -272,15 Celzija), a za to smo morali izgraditi potpuno novi aparat", objašnjava Ghosh.
Uz novu instalaciju, tim Cornellizmjerio je odgovor elastičnih konstanti kristala - zapravo brzinu zvuka u materijalu - na različite zvučne valove kada se materijal hladi superprovodljivim prijelazom na 1,4 Kelvina (-271,75 ° C).
"Ovo je daleko najtočniji podatak o rezonancijskoj ultrazvučnoj spektroskopiji ikad dobiven pri tako niskim temperaturama", rekao je Ramshaw.
Na temelju podataka znanstvenici su to utvrdilistroncijev rutenat je ono što se naziva dvokomponentnim supravodičem. To znači da je način vezanja elektrona toliko složen da ga se ne može opisati jednim brojem; treba mu i smjer.
Koristile su se prethodne studijenuklearna magnetska rezonancija (NMR) spektroskopija kako bi se suzile mogućnosti kakve vrste valovitog materijala može biti stroncijev rutenat, učinkovito eliminirajući p-val kao opciju. Utvrdivši da je materijal dvokomponentni, Ramshawov tim ne samo da je potvrdio ta otkrića, već je također pokazao da stroncijev rutenat nije običan s- ili d-valni supravodič.
Istraživači sada mogu koristiti ovu tehniku za proučavanje drugih materijala kako bi utvrdili jesu li potencijalni kandidati za p-val.
Pročitajte i
U eri ekosustava: kako se IT divovi pretvaraju u sučelja naše svakodnevice
Ledenjak Doomsdaya pokazao se opasnijim nego što su znanstvenici mislili. Kažemo glavno
GitHub je izraz "master" zamijenio neutralnim ekvivalentom