Maxo Plancko kvantinės optikos instituto mokslininkai patvirtino hipotezę apie magnetinių jėgų įtaką
Savo eksperimentui fizikai naudojokvantinis simuliatorius: kvantinis kompiuteris, atkuriantis fizines sistemas. Norėdami tai padaryti, jie, naudodami lazerio spinduliuotę, vakuume išdėstė itin šaltus atomus taip, kad jie imituotų elektronus supaprastintame modelyje.
Atomų sukiniai buvo išdėstyti kintamuojukryptis. Dėl to buvo sukurta antiferomagnetinė struktūra, būdinga daugeliui aukštos temperatūros superlaidininkų. Mokslininkai stabilizavo medžiagą naudodami magnetinę sąveiką ir „optimizavo“ modelį sumažindami atomų skaičių sistemoje. Taigi atominėje struktūroje susidarė skylės (laisvos vietos).
Fizikai panaudojo kvantinį dujų mikroskopą,stebėti sistemos skylių elgesį. Tai įrenginys, leidžiantis vizualizuoti kvantinius efektus ir mažiausius atomų pokyčius. Tyrimas patvirtino, kad skylės, kurios buvo arti viena kitos, sudarė poras, pagrįstas magnetine sąveika.
Ryšio sujungimo mechanizmas magnetiniu būdusistema. Raudona ir mėlyna sferos yra priešingos orientacijos sukimai, o rutulius jungiančios tamsesnės juostelės rodo magnetinę tvarką. Baltos sferos yra skylės. Kai skylė juda, kaip parodyta (i) ir (ii), ji sutrikdo magnetinę tvarką. Tačiau jei antroji skylė yra sujungta su pirmąja, kaip nurodyta (iii), magnetinė tvarka išlieka nepaisant krūvininkų judėjimo. Vaizdas: Maxo Plancko kvantinės optikos institutas
Aukštos temperatūros superlaidumas – nulisatskirų medžiagų elektrinė varža gana aukštoje temperatūroje – buvo atrasta daugiau nei prieš 40 metų. Tačiau iki šiol fizikai visiškai nesupranta šio proceso kvantinių fizinių mechanizmų.
Krūvių perdavimui superlaidininkuose,krūvininkų porų – elektronų arba skylių susidarymas. Tradiciniuose superlaidininkuose, veikiančiuose žemoje temperatūroje, už šį procesą atsakingi atominės gardelės virpesiai, vadinami fononais, aiškina fizikai, tačiau aukštos temperatūros superlaidininkuose toks mechanizmas negali veikti. Naujasis tyrimas patvirtina vieną iš galimų hipotezių.
Fizikai planuoja tobulinti modelį, kad galėtų stebėti ne tik krūvininkų porų susidarymą, bet ir jų judėjimą per kristalinę gardelę.
Skaityti daugiau:
Milžiniška saulės dėmė pasisuka į Žemę. Jis matomas plika akimi
Pažiūrėkite, kaip skrenda lėktuvas be geležčių. Jo greitis viršija 900 km/val
„Kibirkštys“ karūnoje yra prieš saulės blyksnius
Viršelyje: meninė skylių, sujungtų sistemos magnetinėmis savybėmis, iliustracija. Vaizdas: C.Hohmann, Miuncheno kvantinio mokslo ir technologijų centras