นักฟิสิกส์ได้ค้นพบคุณสมบัติเฉพาะของตัวนำยวดยิ่งที่มีความหนาของชั้นอะตอมหนึ่งชั้น

Предмет исследований относится к классу сверхпроводников, которые становятся сверхпроводящими при

температурах, на порядок превышающих их обычные аналоги, что упрощает их практическое применение. Обычные сверхпроводники работают только при температурах около -263,15 градусов Цельсия.

อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้เรียกว่าอุณหภูมิสูงตัวนำยิ่งยวดยังไม่เข้าใจ "การกระตุ้นและพลวัตด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นสิ่งจำเป็นในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการนำยิ่งยวด แต่หลังจากการวิจัย 30 ปีคำถามมากมายยังคงเปิดกว้าง" Riccardo Comin ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ของ MIT กล่าว

ในปี 2015 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง: แผ่นเหล็กซีลีไนด์มีความหนาเพียงชั้นอะตอมเดียวเท่านั้นที่สามารถนำไฟฟ้ายิ่งยวดที่อุณหภูมิ -208.15 องศาเซลเซียส ในทางตรงกันข้ามตัวอย่างขนาดใหญ่ของตัวนำยวดยิ่งของวัสดุชนิดเดียวกันที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก (-265.15 องศาเซลเซียส) การค้นพบดังกล่าวทำให้เกิดความวุ่นวายในการสืบสวน

ในโลหะธรรมดาอิเล็กตรอนจะทำงานในลักษณะเดียวกันเหมือนคนเต้นรำในห้อง ในโลหะที่มีตัวนำยิ่งยวดอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่เป็นคู่ ๆ เหมือนคู่กันในการเต้นรำ และคู่ทั้งหมดเหล่านี้เคลื่อนไหวอย่างพร้อมเพรียงราวกับว่าพวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของท่าเต้นควอนตัมซึ่งนำไปสู่การสร้างฟลูอิดอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งในที่สุด

นักวิทยาศาสตร์รู้มานานแล้วว่าในเรื่องธรรมดาในตัวนำยวดยิ่ง "กาว" ที่จับอิเล็กตรอนเข้าด้วยกันเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอะตอมภายในวัสดุ “ ถ้าคุณดูตัวแข็งนั่งบนโต๊ะดูเหมือนว่ามันไม่ได้ทำอะไรเลย” โคมินกล่าว อย่างไรก็ตามมีจำนวนมากเกิดขึ้นในระดับนาโน ภายในวัสดุนี้อิเล็กตรอนจะบินไปในทุกทิศทางที่เป็นไปได้และอะตอมก็สั่น พวกเขาสั่นสะเทือน ในตัวนำยวดยิ่งธรรมดาอิเล็กตรอนใช้พลังงานที่เก็บไว้ในการเคลื่อนที่ของอะตอมเพื่อสร้างคู่

"กาว" ที่อยู่เบื้องหลังการเชื่อมอิเล็กตรอนเข้าตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงอื่น ๆ นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่ามันเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติเฉพาะของอิเล็กตรอน - สปิน "การหมุนสามารถมองได้ว่าเป็นแม่เหล็กพื้นฐาน" Jonathan Pelliciari ผู้ช่วยนักฟิสิกส์จาก Brookhaven National Laboratory กล่าว แนวคิดก็คือในตัวนำยวดยิ่งที่มีอุณหภูมิสูงอิเล็กตรอนสามารถรับพลังงานบางส่วนจากการหมุนเหล่านี้ได้ และพลังงานนี้เป็น "กาว" ที่พวกเขาใช้สร้างคู่

จนถึงขณะนี้นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่คิดเช่นนั้นเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจจับหรือวัดการกระตุ้นจากการหมุนในวัสดุที่มีความหนาเพียงชั้นอะตอม แต่นักฟิสิกส์ไม่เพียง แต่ค้นพบความตื่นเต้นในการหมุน แต่เหนือสิ่งอื่นใดพวกเขายังแสดงให้เห็นว่าพลวัตการหมุนในตัวอย่างบางพิเศษนั้นแตกต่างอย่างมากจากพลวัตการหมุนในตัวอย่างขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานของการหมุนที่ผันผวนในตัวอย่าง ultrathin นั้นสูงกว่าพลังงานของการหมุนในตัวอย่างจำนวนมากถึงสี่หรือห้าเท่า การศึกษานี้ใช้เครื่องมือการกระจายรังสีเอกซ์แบบไม่ยืดหยุ่นแบบเรโซแนนซ์ (RIXS)

“ นี่เป็นหลักฐานการทดลองครั้งแรกของการกระตุ้นด้วยการปั่นหมาดในวัสดุบาง ๆ ที่เป็นอะตอม” Pelliziari กล่าว

ดูเพิ่มเติมที่:

แบตเตอรี่ใหม่ที่ทำจากอลูมิเนียมและกราฟีนชาร์จเร็วขึ้น 60 เท่า

พบแมลงเม่าขนาดใหญ่ในออสเตรเลีย ปีกกว้าง 25 ซม

ดูการออกแบบของ iPhone 13 Pro ในอนาคต