Alla supraledare bär elektriska strömmar utan motstånd. Men de uppnår sina
Supraledning är makroskopiskett kvantfenomen, som består i fasövergången av vissa ämnen vid låga temperaturer till ett nytt tillstånd med noll elektrisk resistans. Det finns flera olika typer av supraledare. Det enklaste av dessa är några rena metaller, vars egenskaper ändras nära absolut noll, och deras beteende beskrivs väl av Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) teorin.
En studie utförd av ett team från Stanford University visar att i UTe2, eller uranditellurid, existerar inte en utan två typer av supraledning samtidigt.
I en annan studie identifierade ett team ledd av Steven Anlage, en UMD-professor i fysik och QMC-medlem, ovanligt beteende på ytan av samma material.
Supraledare ställer ut sin specialitetegenskaper endast vid en viss temperatur, precis som vatten bara fryser under noll Celsius. I konventionella supraledare går elektroner samman i en tvåpersoners conga-linje som följer varandra inuti metallen. Men i vissa sällsynta fall kan elektronpar sägas dansa runt varandra snarare än i en linje. Så fort elektronerna kombineras på detta sätt bildas en virvel, vilket är det som skiljer en topologisk supraledare från en enkel elektron.
I en ny vetenskaplig artikel, Palone och hans medarbetarerapporterade två nya dimensioner som avslöjar UTe2s interna struktur. UMD-teamet mätte den specifika värmen i ett material, som mäter hur mycket energi som krävs för att värma upp det per grad. De mätte den specifika värmen vid olika initialtemperaturer och observerade hur den förändrades när provet blev superledande.
Under den andra dimensionen, laget från Stanfordriktade en laserstråle mot en bit UTe2 och märkte att det reflekterade ljuset var något förvrängt. Om de skickade ljus studsande upp och ner studsade det reflekterade ljuset mestadels upp och ner, men också något åt vänster och höger. Detta innebar att något inuti superledaren vridde ljuset och inte snurrade ut det.
Stanford-teamet fann också detmagnetfältet kan få UTe2 att böja ljuset på ett eller annat sätt. Om de applicerade ett magnetfält uppåt när provet blev superledande skulle det utgående ljuset lutas åt vänster. Om de riktade magnetfältet nedåt lutade ljuset åt höger. Detta berättade för forskarna att det fanns något speciellt med kristallens upp och ned riktningar för elektronerna parvis inuti provet.
Om arten av supraledning i materialettopologiskt kommer resistansen i huvuddelen av materialet fortfarande vara noll, men något unikt kommer att hända på ytan: partiklar som kallas Majorana-moder kommer att dyka upp, de kommer att bilda en vätska som inte är en supraledare. Dessa partiklar finns även kvar på ytan trots materialfel eller mindre miljöstörningar.
Forskarna föreslog att tack varetill de unika egenskaperna hos dessa partiklar kan de bli en bra bas för kvantdatorer. Kodning av en bit kvantinformation i flera majoranas som ligger långt från varandra gör informationen nästan immun mot lokala störningar, som hittills har varit ett av de viktigaste problemen för kvantdatorer.
Läs mer
Förklarade hur universum reflekteras nära svarta hål
Massförgiftning och nya versioner av civilisationens död: hur vår kunskap om mayaerna förändrades
Förändringar i jordens bana bidrog till uppkomsten av ett komplext liv på planeten