Forskningsämnet tillhör den klass av supraledare som blir supraledande när
Men dessa så kallade höga temperaturersuperledare är fortfarande inte helt förstådda. "Deras mikroskopiska excitationer och dynamik är nödvändiga för att förstå supraledning, men efter 30 års forskning är många frågor fortfarande öppna", säger Riccardo Comin, biträdande professor i fysik vid MIT.
År 2015 upptäckte forskare en ny arthögtemperatur superledare: ett ark järnselenid med bara ett atomskikt tjockt, som kan supraledas vid en temperatur av -208,15 grader Celsius. Däremot massiva prover av samma material superledar vid en mycket lägre temperatur (-265,15 grader Celsius). Upptäckten utlöste en flod av undersökningar.
I en vanlig metall beter sig elektroner på samma sättsom individer som dansar i ett rum. I en supraledande metall rör sig elektroner parvis, som par i en dans. Och alla dessa par rör sig ihop, som om de var en del av kvantkoreografi, vilket i slutändan ledde till skapandet av ett slags elektroniskt superfluid.
Forskare har länge vetat att i vanligtI superledare bildas "limet" som håller elektronerna ihop av atomernas rörelse inuti materialet. "Om du tittar på ett fast sittande på ett bord ser det ut som om det inte gör någonting", säger Comin. Men mycket händer på nanoskalan. Inuti detta material flyger elektroner i alla möjliga riktningar, och atomer raslar; de vibrerar. I konventionella superledare använder elektroner den energi som lagras i en atoms rörelse för att bilda par.
"Limet" bakom bindningen av elektroner isuperledare med hög temperatur, andra. Forskare har föreslagit att det är förknippat med en specifik egenskap hos elektroner - snurr. "Rotation kan ses som en elementär magnet", säger Jonathan Pelliciari, en assistentfysiker vid Brookhaven National Laboratory. Tanken är att elektroner i en högtemperatur superledare kan ta en del av energin från dessa snurr. Och den här energin är "limet" som de använder för att skapa ett par.
Fram till nu trodde de flesta fysiker detdet är omöjligt att detektera eller mäta centrifugering i ett material som bara är ett atomskikt tjockt. Men fysiker upptäckte inte bara spinnexcitationer utan visade bland annat också att spinndynamiken i ett ultratunt prov skiljer sig drastiskt från spinndynamiken i ett massivt prov. I synnerhet var fluktuerande snurrets energi i det ultratunna provet mycket högre - fyra eller fem gånger - än snurrets energi i bulkprovet. Ett resonant oelastiskt röntgenspridningsinstrument (RIXS) användes för studien.
"Detta är det första experimentella beviset på centrifugering i ett atomiskt tunt material", säger Pelliciari.
Se även:
Nya batterier av aluminium och grafen laddas 60 gånger snabbare
En stor mal hittades i Australien. Hennes vingbredd är 25 cm
Titta på designen av den framtida iPhone 13 Pro