Forskere har opdaget en ny type superleder
En videnskabelig gruppe fra Amerika undersøgte krystalgitteret af strontium ruthenate (det mest lovende materiale for kvante computere), og det blev fundet, at bølger spredes gennem materialet på en yderst usædvanlig måde, hvilket indikerer en helt ny type superledere.
Det handler om denne unikke opdagelse, som jeg vil fortælle dig i dag.
Eksisterende typer superledere
Som du ved bevæger elektroner i superledere sig i de såkaldte Cooper-par. Det er denne symbiose, der giver materialet unikke egenskaber, hvoraf den ene er det fuldstændige fravær af elektrisk modstand.
Så superledende materialer blev opdelt (opdelingen afhænger af typen af bølger, der passerer gennem dem) i to typer:
- s-bølge. I sådanne superledere (kviksølv, tin, bly) i et Cooper-par har elektroner modsat rettet spins, og elektroner er statiske i forhold til det fælles massecenter. Med andre ord er parrets orbitalvinkelmoment nul.
- d - bølge. Dette er superledere med høj temperatur (HTSC), i sådanne materialer har parrede elektroner modsatte spins, men de roterer også omkring det resulterende massecenter. Desuden er Cooper-parernes kredsløb for sådanne ledere lig med to.
Men det viste sig, at der stadig er mindst en type superleder.
Opdagelse af en ny type superleder
Tilbage i 1994 blev en unik forbindelse opdaget - strontium ruthenate Sr2RuO4. Materialet var usædvanligt, fordi dets interne struktur lignede den for klassiske HTSC'er, men bølgekomponenten var fundamentalt anderledes.
På det tidspunkt blev dette materiale tilskrevet den såkaldte overgangstype superledere, relateret til p-bølgetypen. På grund af det faktum, at elektronspindene i dette materiale i et Cooper-par har en retning, og elektronparet har et vinkelmoment svarende til enhed.
Denne unikke opdagelse garanterede muligvis et gennembrud i oprettelsen af kvantecomputere. Da det tillod dannelsen af Majorana fermioner (usædvanlige partikler, som samtidig repræsenterer deres egne antipartikler).
Det er grunden til, at materialet i mange år er blevet studeret aktivt, da forskere ledte efter bekræftelse af materialets p-bølge superledningsevnehypotese.
Den praktiske opdagelse viste sig at være mere interessant end den teoretiske
I et andet forsøg på at finde en bekræftelse af teorien gennemførte en gruppe amerikanske forskere fra Cornell University (USA) endnu et eksperiment for at undersøge strontium-ruthenat.
Så materialets krystal blev undersøgt ved hjælp af resonans ultralydsspektroskopi med den højeste opløsning.
Til dette formål blev materialet afkølet til en ekstrem temperatur på 1,4 Kelvin. Og så blev lydbølger passeret gennem krystallen. Og på dette tidspunkt blev de elastiske konstanter målt.
De opnåede resultater forbløffede simpelthen forskerne. Det viser sig, at strontium-ruthenat er en helt ny type superleder. Som det viste sig, har elektronerne i Cooper-parret en så kompleks forbindelse, at den ikke passer til beskrivelsen med hverken s- eller d-bølger.
Det eneste, det lykkedes os at finde ud af nøjagtigt, er, at vinkelmomentet er lig med fire, hvilket betyder, at den nye superleder tilhører g-bølgen. Ingen af forskerne antog engang, at sådanne superledere i princippet kunne eksistere.
Resultaterne af eksperimentet er forbløffende, og forskerne planlægger at teste andre lovende materialer, der tidligere var klassificeret som p-type på samme måde. Vi vil vente på resultaterne af nye eksperimenter.
Og forskerne delte resultaterne af dette eksperiment på siderne i tidsskriftet Nature Physics.
Og hvis du kunne lide materialet, så læg tommelfingrene op, abonner og skriv en kommentar. Tak for din opmærksomhed!