Subiectul cercetării aparține clasei de supraconductori care devin supraconductori atunci când
Cu toate acestea, aceste așa-numite temperaturi ridicatesupraconductorii încă nu sunt pe deplin înțelese. „Excitațiile și dinamica lor microscopică sunt necesare pentru a înțelege supraconductivitatea, dar după 30 de ani de cercetare, multe întrebări rămân deschise”, spune Riccardo Comin, profesor asistent de fizică la MIT.
În 2015, oamenii de știință au descoperit o nouă speciesupraconductor la temperaturi ridicate: o foaie de selenură de fier cu un singur strat atomic gros, capabilă să se supraconducă la o temperatură de -208,15 grade Celsius. În schimb, eșantioane masive din același material supraconduct la o temperatură mult mai scăzută (-265,15 grade Celsius). Descoperirea a stârnit o mulțime de investigații.
În metalul obișnuit, electronii se comportă la felca indivizii care dansează într-o cameră. Într-un metal supraconductor, electronii se mișcă în perechi, ca perechi într-un dans. Și toate aceste perechi se mișcă la unison, ca și când ar fi făcut parte din coregrafia cuantică, ceea ce a condus în cele din urmă la crearea unui fel de superfluid electronic.
Oamenii de știință știu de multă vreme că în mod obișnuitÎn superconductori, „lipiciul” care ține împreună electronii este format prin mișcarea atomilor din interiorul materialului. „Dacă te uiți la o masă solidă pe o masă, se pare că nu face nimic”, spune Comin. Cu toate acestea, se întâmplă multe la nano-scară. În interiorul acestui material, electronii zboară în toate direcțiile posibile, iar atomii zornăiesc; vibrează. În superconductorii convenționali, electronii folosesc energia stocată în mișcarea unui atom pentru a forma perechi.
„Adezivul” din spatele lipirii electronilor însupraconductori cu temperatură ridicată, altele. Oamenii de știință au sugerat că este asociat cu o proprietate specifică a electronilor - spinul. „Rotația poate fi privită ca un magnet elementar”, spune Jonathan Pelliciari, asistent fizician la Laboratorul Național Brookhaven. Ideea este că într-un supraconductor la temperaturi ridicate, electronii pot lua o parte din energia din aceste rotiri. Și această energie este „lipiciul” pe care îl folosesc pentru a crea o pereche.
Până acum, majoritatea fizicienilor credeau căeste imposibil să detectăm sau să măsurăm excitațiile de spin într-un material care are doar un strat atomic gros. Dar fizicienii nu numai că au descoperit excitații de spin, dar, printre altele, au arătat, de asemenea, că dinamica de spin într-o probă ultra subțire este drastic diferită de dinamica de spin într-o probă masivă. În special, energia rotirilor fluctuante din eșantionul ultra subțire a fost mult mai mare - de patru sau cinci ori - decât energia rotirilor din eșantionul în vrac. Pentru studiu a fost utilizat un instrument de dispersie cu raze X inelastic (RIXS).
„Aceasta este prima dovadă experimentală a excitațiilor de spin într-un material atomic subțire”, spune Pelliciari.
Vezi și:
Bateriile noi din aluminiu și grafen se încarcă de 60 de ori mai repede
O uriașă molie a fost găsită în Australia. Anvergura aripilor ei are 25 cm
Uită-te la designul viitorului iPhone 13 Pro