אלקטרונים במוליכי-על נעים יחד במה שנקרא זוגות קופר. ה"זיווג" הזה נותן
במוליכים-על של גל- בדרך כלל בכאלהחומרים כגון עופרת, פח וכספית - זוגות קופר מורכבים מאלקטרון אחד המכוון כלפי מעלה והשני כלפי מטה, שניהם נעים "כלפי מטה" זה כלפי זה ללא תנע זוויתי טהור. בעשורים האחרונים, סוג חדש של חומרים אקזוטיים הוכיח את מה שמכונה מוליכות-על של גל d, שבו לזוגות קופר שני קוונטים של מומנטום זוויתי.
פיזיקאים העלו את תיאוריית קיומו של שלישסוג של מוליך-על בין שני מצבי "סינגלט" כביכול: מוליך גל p עם קוונטום אחד של תנע זוויתי וזיווג אלקטרונים עם ספינים מקבילים ולא אנטי-מקבילים. מוליך-על ספין-שלישיה זה יהווה פריצת דרך מרכזית במחשוב קוונטי מכיוון שניתן להשתמש בו ליצירת פרמיונים של מיורנה - חלקיק ייחודי שהוא בעצמו אנטי-חלקיק.
במשך למעלה מ -20 שנה, סטרונציום רותנט (Sr2RuO4) היה אחד המועמדים המובילים לתפקיד מוליך גל p.
רמשאו וצוותו החליטו אחת ולתמידכדי לקבוע אם רותנט סטרונציום הוא מוליך-על כל כך פופולרי. באמצעות ספקטרוסקופיה אולטראסונית מהדהדת ברזולוציה גבוהה, הם גילו כי חומר זה עשוי להיות סוג חדש לחלוטין של מוליך-על: גל ה- G.
כמו בפרויקטים קודמים, רמשו וגושהשתמש בספקטרוסקופיית אולטרסאונד בתהודה לחקר תכונות הסימטריה של מוליכות-על בגביש רותנט סטרונציום, שגדל על ידי צוות מכון מקס-פלאנק לפיזיקה של מצב מוצק כימי בגרמניה.
עם זאת, בניגוד לניסיונות קודמים, רמשו וגוש עמדו בפני אתגר גדול בניהול הניסוי.
"קירור אולטראסאונד מהדהד עד קלווין 1 (מינוס -272.15 צלזיוס) הוא קשה, ולשם כך היינו צריכים לבנות מנגנון חדש לחלוטין", מסביר גוש.
עם התקנה חדשה, צוות קורנלמדד את תגובת הקבועים האלסטיים של קריסטל - למעשה מהירות הצליל בחומר - לגלי קול שונים כאשר החומר מקורר על ידי מעבר מוליך-על ל -1.4 קלווין (-271.75 מעלות צלזיוס).
"זהו ללא ספק נתוני הספקטרוסקופיה האולטראסונית של התהודה המדויקת ביותר שהתקבלו אי פעם בטמפרטורות כה נמוכות", אמר רמשאו.
על סמך הנתונים, מדענים קבעו זאתסטרונציום רותנט הוא מה שמכונה מוליך דו-רכיבי. המשמעות היא שאופן קשירתם של אלקטרונים הוא כה מורכב שאי אפשר לתאר אותו על ידי מספר אחד; הוא צריך גם הכוונה.
מחקרים קודמים השתמשוספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית (NMR) כדי לצמצם את האפשרויות של איזה חומר גל סטרונציום רותנט יכול להיות, ובכך לחסל את גל ה- p כאופציה. על ידי קביעתו כי החומר הוא דו-מרכיבי, צוותו של רמשו לא רק אישר את הממצאים הללו, אלא גם הראה כי סטרונציום רותנט אינו מוליך רגיל של גל S או D.
חוקרים יכולים כעת להשתמש בטכניקה זו כדי ללמוד חומרים אחרים כדי לראות אם הם מועמדים פוטנציאליים לגל ה- p.
קרא גם
בעידן המערכות האקולוגיות: כיצד ענקיות ה- IT הופכות לממשקים של חיי היומיום שלנו
קרחון יום הדין התגלה כמסוכן יותר ממה שחשבו המדענים. אנחנו מספרים את העיקר
GitHub החליף את המונח "מאסטר" במקבילה ניטרלית