Alle superledere fører elektriske strømmer uten motstand. Men de oppnår sine
Superledningsevne er makroskopisket kvantefenomen, som består i faseovergangen til noen stoffer ved lave temperaturer til en ny tilstand med null elektrisk motstand. Det finnes flere forskjellige typer superledere. Den enkleste av disse er noen rene metaller, hvis egenskaper endres nær absolutt null, og deres oppførsel er godt beskrevet av Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) teorien.
En studie utført av et team fra Stanford University viser at i UTe2, eller uranditellurid, eksisterer ikke én, men to typer superledning samtidig.
I en annen studie identifiserte et team ledet av Steven Anlage, en UMD-professor i fysikk og QMC-medlem, uvanlig oppførsel på overflaten av det samme materialet.
Superledere viser frem sine spesielleegenskaper kun ved en viss temperatur, på samme måte som vann bare fryser under null Celsius. I konvensjonelle superledere går elektroner sammen i en to-person conga-linje, som følger hverandre inne i metallet. Men i noen sjeldne tilfeller kan elektronpar sies å danse rundt hverandre i stedet for på linje. Så snart elektronene kombineres på denne måten, dannes det en virvel, som er det som skiller en topologisk superleder fra en enkel elektron.
I en ny vitenskapelig artikkel, Palone og hans samarbeidspartnererapporterte to nye dimensjoner som avslører den interne strukturen til UTe2. UMD-teamet målte den spesifikke varmen til et materiale, som måler hvor mye energi det tar å varme det per grad. De målte den spesifikke varmen ved forskjellige starttemperaturer og observerte hvordan den endres når prøven blir superledende.
I løpet av den andre dimensjonen, teamet fra Stanfordsiktet en laserstråle mot UTe2-klumpen og la merke til at det reflekterte lyset var litt forvrengt. Hvis de sendte lys hoppende opp og ned, spratt det reflekterte lyset for det meste opp og ned, men også litt til venstre og høyre. Dette betydde at noe inni superlederen vridde lyset og ikke snurret det ut.
Stanford-teamet fant det ogsåmagnetfeltet kan føre til at UTe2 bøyer lyset på en eller annen måte. Hvis de påførte et magnetisk felt oppover når prøven ble superledende, ville det utgående lyset bli vippet mot venstre. Hvis de ledet magnetfeltet nedover, hellet lyset mot høyre. Dette fortalte forskerne at det var noe spesielt med krystallens opp og ned-retning for elektronene parvis inne i prøven.
Hvis arten av superledning i materialettopologisk vil motstanden i hoveddelen av materialet fortsatt være null, men noe unikt vil skje på overflaten: partikler kjent som Majorana-moduser vil dukke opp, de vil danne en væske som ikke er en superleder. Disse partiklene forblir også på overflaten til tross for materialfeil eller mindre miljøforstyrrelser.
Forskerne foreslo det takket væretil de unike egenskapene til disse partiklene, kan de bli et godt grunnlag for kvantecomputere. Koding av et stykke kvanteinformasjon i flere majoranas som ligger langt fra hverandre, gjør informasjonen nesten immun mot lokale forstyrrelser, som til nå har vært et av hovedproblemene med kvantecomputere.
Les mer
Forklarte hvordan universet reflekteres i nærheten av sorte hull
Masseforgiftning og nye versjoner av sivilisasjonens død: hvordan kunnskapen vår om mayaene endret seg
Endringer i jordens bane bidro til fremveksten av komplekst liv på planeten