A Max Planck Kvantumoptikai Intézet kutatói megerősítették azt a hipotézist, hogy a mágneses erők hatással vannak
A fizikusok kísérletükhöz használtakkvantumszimulátor: kvantumszámítógép, amely fizikai rendszereket hoz újra. Ennek érdekében ultrahideg atomokat helyeztek el vákuumban lézersugárzás segítségével oly módon, hogy azok egy egyszerűsített modellben utánozzák az elektronokat.
Az atomok spinjeit változóval rendeztük elirány. Ezzel egy antiferromágneses szerkezet jött létre, amely számos magas hőmérsékletű szupravezetőre jellemző. A tudósok mágneses kölcsönhatás segítségével stabilizálták az anyagot, és a rendszerben lévő atomok számának csökkentésével "optimalizálták" a modellt. Így lyukak (üres helyek) keletkeztek az atomszerkezetben.
A fizikusok kvantumgázmikroszkópot használtak,hogy megfigyeljük a rendszerben lévő lyukak viselkedését. Ez egy olyan eszköz, amely lehetővé teszi a kvantumhatások és az atomok legkisebb változásainak megjelenítését. A tanulmány megerősítette, hogy az egymáshoz közel eső lyukak mágneses kölcsönhatáson alapuló párokat alkottak.
A kommunikációs kötés mechanizmusa mágnesesen rendezettrendszer. A piros és kék gömb ellentétes irányú pörgetések, a gömböket összekötő árnyékolt csíkok a mágneses sorrendet mutatják. A fehér gömbök lyukak. Amikor a lyuk elmozdul (i) és (ii) szerint, az megzavarja a mágneses rendet. Ha azonban a második lyuk az elsőhöz kapcsolódik, mint a (iii) pontban, a mágneses rend a töltéshordozók mozgása ellenére is megmarad. Kép: Max Planck Kvantumoptikai Intézet
Magas hőmérsékletű szupravezetés - nullaelektromos ellenállás az egyes anyagokban viszonylag magas hőmérsékleten - több mint 40 évvel ezelőtt fedezték fel. A fizikusok azonban mindeddig nem értik teljesen ennek a folyamatnak a kvantumfizikai mechanizmusait.
Töltésátvitelhez szupravezetőkben,töltéshordozó párok - elektronok vagy lyukak - kialakulása. A hagyományos, alacsony hőmérsékleten működő szupravezetőkben a fononoknak nevezett atomi rácsrezgések felelősek ezért a folyamatért – magyarázzák a fizikusok, de a magas hőmérsékletű szupravezetőkben ilyen mechanizmus nem működhet. Az új tanulmány megerősíti az egyik lehetséges hipotézist.
A fizikusok a modell finomítását tervezik annak érdekében, hogy ne csak a töltéshordozó párok kialakulását figyeljék meg, hanem azok mozgását is a kristályrácson keresztül.
Olvass tovább:
Egy óriási napfolt a Föld felé fordul. Szabad szemmel látható
Nézze meg, hogyan repül egy penge nélküli repülőgép. Sebessége meghaladja a 900 km/h-t
A koronában lévő "szikrázók" megelőzik a napkitöréseket
A borítón: a rendszer mágneses tulajdonságai által összekapcsolt lyukak művészi illusztrációja. Kép: C.Hohmann, Müncheni Kvantumtudományi és Technológiai Központ