Wszystkie nadprzewodniki przewodzą prąd elektryczny bez oporu. Ale osiągają swój
Nadprzewodnictwo jest makroskopowezjawisko kwantowe, polegające na przejściu fazowym niektórych substancji w niskich temperaturach do nowego stanu o zerowej oporności elektrycznej. Istnieje kilka różnych typów nadprzewodników. Najprostsze z nich to niektóre czyste metale, których właściwości zmieniają się w pobliżu zera absolutnego, a ich zachowanie dobrze opisuje teoria Bardeena-Coopera-Schrieffera (BCS).
Badanie przeprowadzone przez zespół z Uniwersytetu Stanforda pokazuje, że w UTe2, czyli ditellurze uranu, występuje jednocześnie nie jeden, ale dwa rodzaje nadprzewodnictwa.
W innym badaniu zespół kierowany przez Stevena Anlage’a, profesora fizyki na UMD i członka QMC, zidentyfikował niezwykłe zachowanie powierzchni tego samego materiału.
Nadprzewodniki wykazują swoją specyfikęwłaściwości tylko w określonej temperaturze, tak jak woda zamarza dopiero poniżej zera stopni Celsjusza. W konwencjonalnych nadprzewodnikach elektrony łączą się w dwuosobową linię konga, podążając za sobą wewnątrz metalu. Jednak w niektórych rzadkich przypadkach można powiedzieć, że pary elektronów tańczą wokół siebie, a nie w linii. Gdy tylko elektrony połączą się w ten sposób, powstaje wir, co odróżnia nadprzewodnik topologiczny od prostego nadprzewodnika elektronicznego.
W nowym artykule naukowym Palone i jego współpracownicyzgłosił dwa nowe wymiary, które ujawniają wewnętrzną strukturę UTe2. Zespół UMD zmierzył ciepło właściwe materiału, który mierzy ilość energii potrzebnej do jego ogrzania w przeliczeniu na stopień. Zmierzyli ciepło właściwe w różnych temperaturach początkowych i zaobserwowali, jak zmienia się ono, gdy próbka staje się nadprzewodząca.
W drugim wymiarze zespół ze Stanfordwycelował wiązkę laserową w kawałek UTe2 i zauważył, że odbite światło było nieco zniekształcone. Jeśli wysyłali światło odbijające się w górę iw dół, odbite światło odbijało się głównie w górę iw dół, ale także lekko w lewo iw prawo. Oznaczało to, że coś wewnątrz nadprzewodnika skręcało światło, a nie rozpędzało go.
Zespół ze Stanford również stwierdził, żepole magnetyczne może spowodować, że UTe2 załamie światło w taki czy inny sposób. Gdyby przyłożyli skierowane do góry pole magnetyczne, gdy próbka stała się nadprzewodnikiem, wychodzące światło byłoby przechylone w lewo. Jeśli skierowali pole magnetyczne w dół, światło przechyliło się w prawo. To powiedziało naukowcom, że jest coś wyjątkowego w kierunkach w górę iw dół kryształu dla elektronów w parach wewnątrz próbki.
Jeśli charakter nadprzewodnictwa w materialetopologicznie, opór w większości materiału będzie nadal wynosić zero, ale na powierzchni wydarzy się coś wyjątkowego: pojawią się cząstki zwane modami Majorany, które utworzą ciecz niebędącą nadprzewodnikiem. Cząstki te pozostają na powierzchni również pomimo wad materiałowych lub niewielkich zakłóceń środowiskowych.
Badacze zasugerowali, że dzięki:unikalne właściwości tych cząstek, mogą stanowić dobrą podstawę dla komputerów kwantowych. Zakodowanie kawałka informacji kwantowej w kilka majoranów oddalonych od siebie sprawia, że informacje są praktycznie odporne na lokalne perturbacje, które do tej pory były jednym z głównych problemów komputerów kwantowych.
Czytaj więcej
Wyjaśnił, w jaki sposób wszechświat odbija się w pobliżu czarnych dziur
Masowe zatrucia i nowe wersje śmierci cywilizacji: jak zmieniła się nasza wiedza o Majach
Zmiany orbity Ziemi przyczyniły się do powstania złożonego życia na planecie