July 13, 2024

Natuurkundigen identificeren een vreemde nieuwe vorm van supergeleiding: ScienceAlert

Natuurkundigen identificeren een vreemde nieuwe vorm van supergeleiding: ScienceAlert

Supergeleiding belooft alles te transformeren, van elektriciteitsnetten tot persoonlijke elektronica. Energie met weinig afval aan het werk krijgen bij omgevingstemperaturen en -druk blijkt echter gemakkelijker gezegd dan gedaan.

Een ontdekking van een team van onderzoekers van Emory University en Stanford University in de VS kan ons helpen theorieën te vinden die ons kunnen helpen obstakels te overwinnen.

De ontdekking omvat wat bekend staat als oscillerende supergeleiding. Bevat typisch gedrag van supergeleiders Electron-partnerschappen Cooper-paren die door materialen bewegen zonder significante hoeveelheden energie in de vorm van warmte te verliezen, worden cooper-paren genoemd.

Het komt voor dat de Cooper-paren in oscillerende supergeleiding in een soort golfdans bewegen. Hoewel “normale” supergeleiding zeldzaam is, treden de oscillaties wel op bij relatief hogere temperaturen, wat het fenomeen interessant maakt voor wetenschappers die supergeleiding continu willen laten optreden bij kamertemperatuur.

“We ontdekten dat structuren die bekend staan ​​als Van Hove-singulariteiten gemodificeerde, oscillerende toestanden van supergeleiding kunnen produceren,” Hij zegt Natuurkundige Louise Santos, van Emory University in de Verenigde Staten.

“Ons werk biedt een nieuw theoretisch kader voor het begrijpen van de opkomst van dit gedrag, een fenomeen dat niet goed wordt begrepen.”

deze Van Hove singulariteiten Het zijn specifieke structuren die in sommige materialen voorkomen, waarin de energie van elektronen ongebruikelijke veranderingen kan ondergaan. Dit kan een aanzienlijke invloed hebben op hoe materie interageert met externe krachten en hoe het elektriciteit geleidt.

In deze studie heeft het team Van Hove-singulariteiten op een nieuwe manier gemodelleerd. Modelleringsresultaten suggereren dat deze specifieke structuren in sommige scenario’s supergeleiding kunnen laten slingeren, wat ons nieuwe manieren kan geven om het te beheren of te initiëren.

Dit is allemaal fysica van een hoger niveau, en voorlopig alleen theoretisch, maar het verbetert ons begrip van supergeleiding bij omgevingstemperaturen Drie keer koeler dan een gewone keukenkoelkast – nog steeds cool, maar op over het algemeen beheersbare niveaus.

Er is enige serieuze discussie over de vraag of supergeleiding is bereikt bij kamertemperatuur, maar het is zeker nog niet bereikt op een manier die het bruikbaar zou maken buiten het laboratorium of in omvangrijke, dure apparatuur.

Supergeleiding werd in 1911 ontdekt door een Nederlandse natuurkundige Heike Kamerling Onz bij testen op Kwikmaar pas in 1957 begrepen wetenschappers het Hoe en waarom voor wat er gebeurde. Sindsdien hebben we meer over dit fenomeen ontdekt, inclusief hoe het in de vorm van een wobbler kan komen.

De hoop is dat we op een dag elektriciteit efficiënter en goedkoper over de wereld zullen verplaatsen. Het vermogen van supergeleiders om ultrasterke magnetische velden te creëren wordt al goed gebruikt: in MRI-machines, in Maglev-treinenEn bij de Large Hadron Collider.

“Ik betwijfel of Kamerlingh Onnes levitaties of deeltjesversnellers in gedachten had toen hij supergeleiding ontdekte, maar alles wat we over de wereld leren heeft potentiële toepassingen.” Hij zegt Santos.

Onderzoek gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven.