A szupravezetők elektronjai úgynevezett Cooper-párokban mozognak együtt. Ez a "párosítás" ad
S hullámú szupravezetőkben - általában ilyenekbenolyan anyagok, mint az ólom, az ón és a higany - A Cooper-párok az egyik felfelé és a másikat lefelé mutató elektronból állnak, mindkettő tiszta szögletű lendület nélkül mozog „arccal lefelé” egymás felé. Az elmúlt évtizedekben az egzotikus anyagok egy új osztálya bizonyította az úgynevezett d-hullámú szupravezetést, amelyben Cooper-pároknak két kvantum szöget zárnak be.
A fizikusok felvetették egy harmadik létezésének elméletéta szupravezető típusa e két úgynevezett "szingulett" állapot között: egy p-hullámú szupravezető egy szögmomentum kvantummal és elektronok párosításával párhuzamos, nem pedig antiparallel forgásokkal. Ez a spin-triplett szupravezető jelentős áttörést jelent a kvantumszámításban, mivel felhasználható Majorana-fermionok létrehozására - egy egyedi részecskére, amely maga is antirészecske.
A stroncium-rutenát (Sr2RuO4) több mint 20 éve az egyik vezető jelölt a p-hullámú szupravezető szerepében.
Ramshaw és csapata egyszer s mindenkorra döntöttannak meghatározása, hogy a stroncium-rutenát ilyen népszerű p-hullámú szupravezető. Nagy felbontású rezonáns ultrahangos spektroszkópia segítségével felfedezték, hogy ez az anyag potenciálisan egy teljesen új típusú szupravezető: a g-hullám.
A korábbi projektekhez hasonlóan Ramshaw és Goshrezonancia ultrahangos spektroszkópiával tanulmányozta a szupravezetés szimmetriai tulajdonságait stroncium-rutenát kristályban, amelyet a németországi Max Planck Kémiai Szilárdtestfizikai Intézet munkatársai növesztettek.
A korábbi próbálkozásoktól eltérően azonban Ramshaw és Ghosh komoly kihívással nézett szembe a kísérlet végrehajtása során.
"A rezonáns ultrahang hűtése 1 Kelvin-ig (mínusz -272,15 Celsius-ig) nehéz, és ehhez egy teljesen új készüléket kellett felépítenünk" - magyarázza Ghosh.
Friss telepítéssel a Cornell csapatamért egy kristály rugalmas állandóinak - lényegében az anyag hangsebességének - a reakcióját a különféle hanghullámokra, amikor az anyagot 1,4 Kelvin (-271,75 ° C) hőmérsékletre történő szupravezető átmenetsel hűtötték le.
"Ez messze a legpontosabb rezonancia ultrahangos spektroszkópia adatok, amelyeket valaha ilyen alacsony hőmérsékleten kaptak" - mondta Ramshaw.
Az adatok alapján a tudósok ezt megállapítottáka stroncium-rutenát az úgynevezett kétkomponensű szupravezető. Ez azt jelenti, hogy az elektronok megkötésének módja olyan összetett, hogy nem lehet egyetlen számmal leírni; neki is irányra van szüksége.
Korábbi tanulmányok használtákmagmágneses rezonancia (NMR) spektroszkópia annak szűkítésére, hogy milyen típusú hullámanyag lehet a stroncium-rutenát, hatékonyan kiküszöbölve a p-hullámot mint opciót. Megállapítva, hogy az anyag kétkomponensű volt, Ramshaw csapata nemcsak megerősítette ezeket a megállapításokat, hanem azt is megmutatta, hogy a stroncium-rutenát nem egy közönséges s- vagy d-hullámú szupravezető.
A kutatók most ezt a technikát használhatják más anyagok tanulmányozásához, hogy lássák, potenciális jelölt-e a p-hullámra.
Olvassa el
Az ökoszisztémák korszakában: hogyan alakulnak az informatikai óriások mindennapi életünk interfészeiként
A Doomsday-gleccser veszélyesebbnek bizonyult, mint azt a tudósok gondolták. Elmondjuk a fő dolgot
A GitHub a "master" kifejezést egy semleges megfelelővel váltotta fel