Electronii din supraconductori se mișcă împreună în așa-numitele perechi Cooper. Această „împerechere” dă
În superconductorii unde-s - de obicei în astfel demateriale precum plumb, staniu și mercur - Perechile Cooper sunt formate dintr-un electron îndreptat în sus și celălalt în jos, care se deplasează „față” unul față de celălalt fără impuls unghiular pur. În ultimele decenii, o nouă clasă de materiale exotice a demonstrat așa-numita superconductivitate a undei d, în care perechile Cooper au două quante de impuls unghiular.
Fizicienii au propus teoria existenței unui al treileatipul de supraconductor dintre aceste două așa-numite "singlet" stări: un supraconductor cu undă p cu o cuantică de impuls unghiular și împerechere de electroni cu rotiri paralele, mai degrabă decât antiparalele. Acest supraconductor spin-triplet va fi o descoperire majoră în calculul cuantic, deoarece poate fi folosit pentru a crea fermioni Majorana - o particulă unică care este ea însăși o antiparticulă.
De peste 20 de ani, rutenatul de stronțiu (Sr2RuO4) a fost unul dintre principalii candidați pentru rolul unui superconductor al undei p.
Ramshaw și echipa sa au decis odată pentru totdeaunapentru a determina dacă rutenatul de stronțiu este un supraconductor de undă p atât de popular. Folosind spectroscopia cu ultrasunete rezonantă de înaltă rezoluție, au descoperit că acest material este potențial un tip complet de superconductor: unda g.
Ca și în proiectele anterioare, Ramshaw și Gosha folosit spectroscopie cu ultrasunete de rezonanță pentru a studia proprietățile de simetrie ale supraconductivității într-un cristal de rutenat de stronțiu, care a fost crescut de personalul Institutului Max Planck pentru fizica chimică a statelor solide din Germania.
Cu toate acestea, spre deosebire de încercările anterioare, Ramshaw și Ghosh s-au confruntat cu o provocare majoră în realizarea experimentului.
„Răcirea ultrasunetelor rezonante până la 1 Kelvin (minus -272,15 Celsius) este dificilă și pentru asta a trebuit să construim un aparat complet nou”, explică Ghosh.
Cu o instalare nouă, echipa Cornella măsurat răspunsul constantelor elastice ale unui cristal - în esență viteza sunetului dintr-un material - la diferite unde sonore atunci când materialul este răcit printr-o tranziție supraconductoare la 1,4 Kelvin (-271,75 ° C).
„Aceasta este de departe cea mai precisă dată de spectroscopie cu ultrasunete de rezonanță obținută vreodată la temperaturi atât de scăzute”, a spus Ramshaw.
Pe baza datelor, oamenii de știință au stabilit cărutenatul de stronțiu este ceea ce se numește un supraconductor cu două componente. Aceasta înseamnă că felul în care sunt legați electronii este atât de complex încât nu poate fi descris de un singur număr; are nevoie și de direcție.
Studiile anterioare au folositspectroscopie prin rezonanță magnetică nucleară (RMN) pentru a restrânge posibilitățile ce tip de material de undă poate fi rutenatul de stronțiu, eliminând efectiv unda p ca opțiune. Prin determinarea faptului că materialul era bicomponent, echipa lui Ramshaw nu numai că a confirmat aceste descoperiri, dar a arătat și că rutenatul de stronțiu nu este un supraconductor obișnuit cu undă s sau d.
Cercetătorii pot folosi acum această tehnică pentru a studia alte materiale pentru a vedea dacă sunt potențiali candidați pentru unda p.
Citește și
În era ecosistemelor: modul în care giganții IT se transformă în interfețe ale vieții noastre de zi cu zi
Ghețarul Doomsday s-a dovedit a fi mai periculos decât credeau oamenii de știință. Spunem principalul lucru
GitHub a înlocuit termenul „master” cu un echivalent neutru