Новости космоса и технологий. » Физика » Еще более странное состояние металла в высокотемпературных сверхпроводниках

Еще более странное состояние металла в высокотемпературных сверхпроводниках

Опубликовал: Admin, 27-10-2021, 23:15, Физика, 6, 0

Еще более странное состояние металла в высокотемпературных сверхпроводниках

Исследователи из Технологического университета Чалмерса, Швеция, обнаружили новое поразительное поведение «странного металла» в высокотемпературных сверхпроводниках. Открытие представляет собой важную часть головоломки для понимания этих материалов, и результаты были опубликованы в журнале Наука .

Сверхпроводимость, где электрический ток транспортируется без потерь, имеет огромный потенциал для зеленых технологий. Например, если бы его можно было заставить работать при достаточно высоких температурах, он мог бы обеспечить без потерь транспортировку возобновляемой энергии на большие расстояния. Изучение этого явления является целью области исследований высокого уровня температура сверхпроводимость. Текущий рекорд составляет -130 градусов по Цельсию, что может показаться невысокой температурой, но это по сравнению со стандартными сверхпроводниками, которые работают только при температуре ниже -230 градусов по Цельсию. Хотя стандартная сверхпроводимость хорошо изучена, некоторые аспекты высокотемпературной сверхпроводимости все еще остаются загадкой, которую предстоит решить. Недавно опубликованное исследование сосредоточено на наименее понятном свойстве - так называемом «странном ». металл 'состояние, возникающее при температурах выше, чем те, которые допускают сверхпроводимость.

«Это состояние« странного металла »названо удачно. Материалы действительно ведут себя очень необычным образом, и это является чем-то вроде загадки для исследователей. Теперь наша работа предлагает новое понимание этого явления. Благодаря новым экспериментам мы узнали важные новая информация о том, как работает странное состояние металла », - говорит Флориана Ломбарди, профессор лаборатории физики квантовых устройств факультета микротехнологии и нанонауки в Чалмерсе.

Считается, что он основан на квантовой запутанности

Странное состояние металла получило свое название потому, что его поведение при проведении электричества на первый взгляд слишком простое. В обычном металле на влияет множество различных процессов. электрическое сопротивление - электроны могут сталкиваться с атомной решеткой, с примесями или сами с собой, и каждый процесс имеет различную температурную зависимость. Это означает, что результирующее полное сопротивление становится сложной функцией температуры. Напротив, сопротивление странных металлов является линейной функцией температуры, то есть прямой линией от самых низких достижимых температур до точки плавления материала.

"Такое простое поведение требует простого объяснения, основанного на мощном принципе, и для этого типа квантовых материалов принцип следующий:считается квантовая запутанность », - говорит Ульф Гран, профессор отделения физики субатомных атомов, высоких энергий и плазмы факультета физики в Чалмерсе.

« Квантовая запутанность - это то, что Эйнштейн назвал «жутким действием на расстоянии», и представляет собой способ для электроны взаимодействуют, что не имеет аналогов в классической физике. Чтобы объяснить парадоксальные свойства странного металлического состояния, все частицы должны быть запутаны друг с другом, что приведет к образованию супа из электронов, в котором невозможно различить отдельные частицы, и который представляет собой радикально новую форму материи ».

Изучение связи с волнами плотности заряда

Ключевым выводом статьи является то, что авторы обнаружили то, что убивает странное состояние металла. высокотемпературные сверхпроводники , волны зарядовой плотности (ВЗП), представляющие собой рябь электрического заряда, генерируемую электронами в решетке материала, возникают при разрыве странной металлической фазы. Чтобы исследовать эту связь, используются наноразмерные образцы сверхпроводящего металлического иттрия. Оксид бария и меди подвергался напряжению, чтобы подавить волны плотности заряда. Это затем привело к повторному появлению странного металлического состояния. Что касается металла, исследователи смогли таким образом расширить состояние странного металла до области, в которой ранее доминировала CDW, что сделало «странный металл» еще более странным.

«Самые высокие температуры для сверхпроводящего перехода наблюдались, когда странная металлическая фаза более выражена. Поэтому понимание этой новой фазы материи имеет первостепенное значение для создания новых материалов, демонстрирующих сверхпроводимость при еще более высоких температурах», - объясняет Флориана Ломбарди. .

Работа исследователей указывает на тесную связь между возникновением волн зарядовой плотности и нарушением странного состояния металла - потенциально жизненно важный ключ для понимания последнего явления, который может представлять собой одно из самых ярких доказательств существования квантово-механических принципов на самом деле. макро масштаб. Результаты также предполагают новое многообещающее направление исследований с использованием контроля деформации для управления квантовыми материалами.

В журнале опубликована статья «Восстановлена ​​фаза странного металла посредством подавления Волн зарядовой плотности В недодопированном YBa 2 Cu 3 O 7 – δ ». Наука .


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии