Elektronai superlaidininkuose kartu juda vadinamosiomis Kuperio poromis. Šis „suporavimas“ suteikia
S bangos superlaidininkuose - dažniausiai tokiuosemedžiagos, tokios kaip švinas, alavas ir gyvsidabris - Cooperio poras sudaro vienas elektronas, nukreiptas į viršų, o kitas - į apačią. Pastaraisiais dešimtmečiais nauja egzotinių medžiagų klasė parodė vadinamąjį d-bangos superlaidumą, kuriame Cooperio poros turi du kampinio impulso kvantus.
Fizikai pateikė trečiojo egzistavimo teorijąsuperlaidininko tipas tarp šių dviejų vadinamųjų „singleto“ būsenų: p-bangos superlaidininkas su vienu kampinio impulso kvantu ir elektronų sujungimas su lygiagrečiais, o ne antiparaleliais sukiniais. Šis sukamasis tripleto superlaidininkas bus pagrindinis lūžis kvantiniame skaičiavime, nes jis gali būti naudojamas kuriant „Majorana“ fermionus - unikalią dalelę, kuri pati yra antipartelė.
Stroncio rutenatas (Sr2RuO4) daugiau nei 20 metų buvo vienas iš pagrindinių kandidatų į p-bangos superlaidininko vaidmenį.
Ramshaw ir jo komanda nusprendė visiems laikamssiekiant nustatyti, ar stroncio rutenatas yra toks populiarus p bangų superlaidininkas. Naudodamiesi didelės skiriamosios gebos rezonansine ultragarsine spektroskopija, jie atrado, kad ši medžiaga yra visiškai naujo tipo superlaidininkas: g banga.
Kaip ir ankstesniuose projektuose, Ramshaw ir Goshpanaudojo rezonansinę ultragarsinę spektroskopiją superlaidumo simetriškumo savybėms tirti stroncio rutenato kristaluose, kurį užaugino Maxo Plancko kietojo kūno cheminės fizikos instituto darbuotojai Vokietijoje.
Tačiau skirtingai nei ankstesni bandymai, Ramshaw ir Ghosh, atlikdami eksperimentą, susidūrė su dideliu iššūkiu.
„Sunku aušinti rezonansinį ultragarsą iki 1 kelvino (atėmus –272,15 Celsijaus), ir tam mes turėjome sukurti visiškai naują aparatą“, - aiškina Ghoshas.
Su nauja instaliacija „Cornell“ komandamatavo kristalo elastinių konstantų - iš esmės garso greičio medžiagoje - atsaką į įvairias garso bangas, kai medžiaga aušinama superlaidžiu perėjimu iki 1,4 Kelvino (-271,75 ° C).
"Tai kol kas tiksliausi rezonansinės ultragarsinės spektroskopijos duomenys, gauti, esant tokiai žemai temperatūrai", - sakė Ramshaw.
Remdamiesi duomenimis, mokslininkai tai nustatėstroncio rutenatas yra vadinamas dviejų komponentų superlaidininku. Tai reiškia, kad elektronų surišimo būdas yra toks sudėtingas, kad jo negalima apibūdinti vienu skaičiumi; jam taip pat reikia krypties.
Ankstesni tyrimai buvo naudojamibranduolio magnetinio rezonanso (BMR) spektroskopija, siekiant susiaurinti galimybes, kokios bangos medžiaga gali būti stroncio rutenatas, veiksmingai pašalinant p bangą kaip galimybę. Nustatydama, kad medžiaga yra dvikomponentė, Ramshaw komanda ne tik patvirtino šias išvadas, bet ir parodė, kad stroncio rutenatas nėra įprastas s arba d bangos superlaidininkas.
Tyrėjai dabar gali naudoti šią metodiką, kad ištirtų kitą medžiagą ir sužinotų, ar jie yra potencialūs kandidatai į p bangą.
Taip pat skaitykite
Ekosistemų eroje: kaip IT milžinai virsta mūsų kasdienio gyvenimo sąsajomis
Doomsday ledynas pasirodė pavojingesnis, nei manė mokslininkai. Mes pasakome pagrindinį dalyką
„GitHub“ pakeitė terminą „meistras“ neutraliu atitikmeniu