Mokslininkai atranda naujo tipo superlaidininkus

Mokslinė grupė iš Amerikos tyrė stroncio rutenato (perspektyviausia kvantinei medžiagai) kristalinę gardelę kompiuteriai) ir buvo nustatyta, kad bangos sklinda per medžiagą itin neįprastu būdu, o tai rodo visiškai naują jų tipą superlaidininkai.

Apie šį unikalų atradimą noriu jums pasakyti šiandien.

Esami superlaidininkų tipai

Kaip žinote, superlaidininkų elektronai juda vadinamosiomis Cooperio poromis. Būtent ši simbiozė suteikia medžiagai unikalių savybių, iš kurių viena yra visiškas elektrinės varžos nebuvimas.

Taigi superlaidžios medžiagos buvo padalintos (dalijimasis priklauso nuo jose praeinančių bangų tipo) į du tipus:

• s banga. Tokiuose superlaidininkuose (gyvsidabris, alavas, švinas) Cooperio poroje elektronai sukasi priešingai nukreiptais sukiniais, o elektronai yra statiški bendro masės centro atžvilgiu. Kitaip tariant, orbitos porų kampinis impulsas yra lygus nuliui.
• d - banga. Tai aukštos temperatūros superlaidininkai (HTSC), tokiose medžiagose suporuoti elektronai sukasi priešingai, tačiau jie taip pat sukasi aplink gautą masės centrą. Be to, tokiems laidininkams „Cooper“ porų orbitinis momentas yra lygus dviem.
  instagram viewer

Bet paaiškėjo, kad vis dar yra bent vienas superlaidininkų tipas.

Naujo tipo superlaidininkų atradimas

Dar 1994 metais buvo atrastas unikalus junginys - stroncio rutenatas Sr2RuO4. Medžiaga buvo neįprasta tuo, kad jos vidinė struktūra atrodė kaip klasikinių HTSC, tačiau bangų komponentas iš esmės skyrėsi.

Tuo metu ši medžiaga buvo priskirta vadinamajam pereinamojo tipo superlaidininkų tipui, susijusiam su p-bangos tipu. Dėl to, kad šioje Cooperio poroje esančioje medžiagoje elektronų sukimai turi tą pačią kryptį, o elektronų poros kampinis impulsas yra lygus vienybei.

Šis unikalus atradimas potencialiai garantavo proveržį kuriant kvantinius kompiuterius. Kadangi tai leido susidaryti Majorana fermionams (neįprastoms dalelėms, kurios tuo pačiu metu reprezentuoja savo pačių antidaleles).

Štai kodėl daugelį metų medžiaga buvo aktyviai tyrinėjama, kai mokslininkai ieškojo medžiagos p-bangos superlaidumo hipotezės patvirtinimo.

Praktinis atradimas pasirodė įdomesnis nei teorinis

Dar kartą bandydamas rasti teorijos patvirtinimą, grupė amerikiečių mokslininkų iš Kornelio universiteto (JAV) atliko dar vieną eksperimentą stroncio rutenatui tirti.

Taigi medžiagos kristalas buvo tiriamas naudojant aukščiausios skiriamosios gebos rezonansinę ultragarso spektroskopiją.

Tuo tikslu medžiaga buvo atšaldyta iki ekstremalios 1,4 Kelvino temperatūros. Tada garso bangos buvo praleistos per kristalą. Ir tuo metu buvo matuojamos elastinės konstantos.

Taigi gauti rezultatai tiesiog nustebino mokslininkus. Pasirodo, kad stroncio rutenatas yra visiškai naujo tipo superlaidininkai. Kaip paaiškėjo, Cooperio poros elektronai turi tokį sudėtingą ryšį, kad jis neatitinka aprašymo nei su s, nei su d bangomis.

Vienintelis dalykas, kurį mums pavyko tiksliai sužinoti, yra tas, kad kampinis impulsas yra lygus keturiems, o tai reiškia, kad naujasis superlaidininkas priklauso g bangai. Nė vienas iš mokslininkų net nemanė, kad tokie superlaidininkai iš esmės gali egzistuoti.

Eksperimento rezultatai yra nuostabūs ir mokslininkai planuoja tuo pačiu būdu išbandyti kitas perspektyvias medžiagas, kurios anksčiau buvo priskiriamos p tipo grupei. Lauksime naujų eksperimentų rezultatų.

Šio eksperimento rezultatais mokslininkai pasidalijo žurnalo „Nature Physics“ puslapiuose.

Ir jei jums patiko medžiaga, tada uždėkite nykščius, užsiprenumeruokite ir parašykite komentarą. Ačiū už dėmesį!