Tyrimo objektas priklauso superlaidininkų klasei, kurie tampa superlaidžiais, kai
Tačiau šios vadinamosios aukštos temperatūrossuperlaidininkai vis dar nėra iki galo suprantami. „Jų mikroskopiniai sužadinimai ir dinamika yra būtini norint suprasti superlaidumą, tačiau po 30 metų tyrimų daug klausimų vis dar lieka atviri“, - sako MIT fizikos docentas Riccardo Cominas.
2015 m. Mokslininkai atrado naują rūšįaukštos temperatūros superlaidininkas: tik vieno atominio sluoksnio storio geležies selenido lakštas, galintis atlikti superlaidumą esant -208,15 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Priešingai, masiniai tos pačios medžiagos pavyzdžiai superlaidus daug žemesnėje temperatūroje (-265,15 laipsnių Celsijaus). Šis atradimas sukėlė daugybę tyrimų.
Paprastame metale elektronai elgiasi taip patkaip kambaryje šokantys asmenys. Superlaidžiuoju metalu elektronai juda poromis, kaip šokio poros. Ir visos šios poros juda vieningai, tarsi būtų kvantinės choreografijos dalis, kuri galiausiai paskatino sukurti savotišką elektroninį skystį.
Mokslininkai jau seniai žino, kad paprastaiSuperlaidininkuose elektronus kartu laikantys „klijai“ susidaro dėl atomų judėjimo medžiagoje. "Jei pažvelgsite į tvirtą sėdėjimą ant stalo, atrodo, kad jis nieko nedaro", - sako Cominas. Tačiau daug kas vyksta nano mastelyje. Šios medžiagos viduje elektronai skrieja visomis įmanomomis kryptimis, o atomai barška; jie virpa. Įprastuose superlaidininkuose elektronai panaudoja atomo judėjime sukauptą energiją poroms formuoti.
„Klijai“ už elektronų sujungimo suaukštos temperatūros superlaidininkai, kiti. Mokslininkai teigė, kad tai siejama su specifine elektronų savybe - sukimu. „Sukimą galima vertinti kaip elementarų magnetą“, - sako Jonathanas Pelliciari, Brookhaveno nacionalinės laboratorijos fiziko padėjėjas. Idėja yra ta, kad aukštos temperatūros superlaidininke elektronai gali paimti dalį energijos iš šių sukimų. Ir ši energija yra „klijai“, kuriuos jie naudoja kurdami porą.
Iki šiol dauguma fizikų manė, kadtik atomo sluoksnio storio medžiagoje neįmanoma aptikti ar išmatuoti sukimosi sužadinimų. Tačiau fizikai ne tik atrado sukimosi sužadinimus, bet, be kita ko, jie taip pat parodė, kad ultrakrieno mėginio sukimosi dinamika smarkiai skiriasi nuo masinio mėginio sukimosi dinamikos. Visų pirma, plonojo mėginio svyruojančių sukinių energija buvo daug didesnė - keturis ar penkis kartus - nei sukinio energija. Tyrimui buvo naudojamas rezonansinis neelastingas rentgeno spindulių sklaidos (RIXS) instrumentas.
„Tai yra pirmasis eksperimentinis sukimosi sužadinimo iš atomiškai plonos medžiagos įrodymas“, - sako Pelliciari.
Taip pat žiūrėkite:
Naujos iš aliuminio ir grafeno pagamintos baterijos įkraunamos 60 kartų greičiau
Didžiulis kandis rastas Australijoje. Jos sparnų ilgis yra 25 cm
Pažvelkite į būsimo „iPhone 13 Pro“ dizainą