Znanstveniki odkrivajo novo vrsto superprevodnika

Znanstvena skupina iz Amerike je preučevala kristalno mrežo stroncijevega rutenata (najbolj obetaven material za kvant računalniki) in ugotovljeno je bilo, da se valovi skozi material širijo na izredno nenavaden način, kar kaže na povsem novo vrsto superprevodniki.

O tem edinstvenem odkritju vam želim danes povedati.

Obstoječe vrste superprevodnikov

Kot veste, se elektroni v superprevodnikih gibljejo v tako imenovanih Cooperjevih parih. Ta simbioza daje materialu edinstvene lastnosti, ena izmed njih je popolna odsotnost električne odpornosti.

Torej so bili superprevodni materiali razdeljeni (delitev je odvisna od vrste valov, ki prehajajo skozi njih) na dve vrsti:

• s-val. V takih superprevodnikih (živo srebro, kositer, svinec) v Cooperjevem paru imajo elektroni nasprotno usmerjene spine, elektroni pa so statični glede na skupno masno središče. Z drugimi besedami, orbitalni kotni moment parov je enak nič.
• d - val. To so visokotemperaturni superprevodniki (HTSC), v takih materialih imajo seznanjeni elektroni nasprotna vrtenja, vendar se tudi vrtijo okoli nastalega masnega središča. Poleg tega je za take vodnike orbitalni moment Cooperjevih parov enak dvema.
  instagram viewer

A izkazalo se je, da še vedno obstaja vsaj ena vrsta superprevodnika.

Odkritje nove vrste superprevodnika

Že leta 1994 je bila odkrita edinstvena spojina - stroncijev rutenat Sr2RuO4. Material je bil nenavaden, saj je imel svojo notranjo strukturo kot klasični HTSC, vendar je bila valovna komponenta bistveno drugačna.

Takrat je bil ta material pripisan tako imenovanemu prehodnemu tipu superprevodnikov, ki je soroden tipu p-valov. Ker imajo v tem materialu v Cooperjevem paru elektronski spini eno smer, elektronski par pa ima kotni moment, enak enoti.

To edinstveno odkritje je potencialno zagotovilo preboj pri ustvarjanju kvantnih računalnikov. Ker je omogočil tvorbo fermonov Majorana (nenavadni delci, ki hkrati predstavljajo lastne antidelce).

Zato se material že vrsto let aktivno preučuje, saj so znanstveniki iskali potrditev hipoteze o superprevodnosti p-vala materiala.

Praktično odkritje se je izkazalo za bolj zanimivo od teoretičnega

V drugem poskusu potrditve teorije je skupina ameriških znanstvenikov z univerze Cornell (ZDA) izvedla še en eksperiment za proučevanje stroncijevega rutenata.

Torej smo kristal materiala preučevali z uporabo resonančne ultrazvočne spektroskopije z najvišjo ločljivostjo.

V ta namen smo material ohladili na ekstremno temperaturo 1,4 Kelvina. In potem so skozi kristal prehajali zvočni valovi. In v tem času so bile izmerjene elastične konstante.

Dobljeni rezultati so torej znanstvenike preprosto presenetili. Izkazalo se je, da je stroncijev rutenat popolnoma nova vrsta superprevodnika. Izkazalo se je, da imajo elektroni v Cooperjevem paru tako zapleteno povezavo, da se opisu ne prilega niti s niti z valovi.

Edino, kar nam je uspelo natančno ugotoviti, je, da je kotni moment enak štirim, kar pomeni, da novi superprevodnik pripada g-valu. Nobeden od znanstvenikov niti ni domneval, da takšni superprevodniki načeloma lahko obstajajo.

Rezultati eksperimenta so osupljivi in ​​znanstveniki nameravajo na enak način preizkusiti tudi druge obetavne materiale, ki so bili prej uvrščeni v skupino p-tipa. Počakali bomo na rezultate novih poskusov.

Znanstveniki so rezultate tega poskusa delili na straneh revije Nature Physics.

In če vam je bil material všeč, potem postavite palce, se naročite in napišite komentar. Hvala za vašo pozornost!