Naukowcy odkryli nowy typ nadprzewodnika

Grupa naukowa z Ameryki zbadała sieć krystaliczną rutenianu strontu (najbardziej obiecującego materiału komputery) i stwierdzono, że fale rozchodzą się przez materiał w niezwykle nietypowy sposób, co wskazuje na zupełnie nowy typ nadprzewodniki.

Chodzi o to wyjątkowe odkrycie, o którym chcę wam dzisiaj opowiedzieć.

Istniejące typy nadprzewodników

Jak wiadomo, elektrony w nadprzewodnikach poruszają się w tzw. Parach Coopera. To właśnie ta symbioza nadaje materiałowi wyjątkowe właściwości, z których jedną jest całkowity brak oporu elektrycznego.

Tak więc materiały nadprzewodzące podzielono (podział zależy od rodzaju przechodzących przez nie fal) na dwa rodzaje:

• fala s. W takich nadprzewodnikach (rtęć, cyna, ołów) w parze Coopera elektrony mają spiny skierowane przeciwnie, a elektrony są statyczne względem wspólnego środka masy. Innymi słowy, orbitalny moment pędu par wynosi zero.
• d - fala. Są to nadprzewodniki wysokotemperaturowe (HTSC), w takich materiałach sparowane elektrony mają przeciwne spiny, ale również obracają się wokół powstałego środka masy. Co więcej, dla takich przewodników moment orbitalny par Coopera jest równy dwa.
  instagram viewer

Okazało się jednak, że nadal istnieje co najmniej jeden rodzaj nadprzewodnika.

Odkrycie nowego typu nadprzewodnika

W 1994 roku odkryto unikalny związek - rutenian strontu Sr2RuO4. Materiał był niezwykły, ponieważ jego struktura wewnętrzna wyglądała jak klasyczne HTSC, ale składowa falowa była zasadniczo inna.

W tym czasie materiałowi temu przypisywano tzw. Przejściowy typ nadprzewodników, powiązany z typem fali p. Ze względu na to, że w tym materiale w parze Coopera spiny elektronów mają jeden kierunek, a para elektronów ma moment pędu równy jedności.

To wyjątkowe odkrycie potencjalnie zagwarantowało przełom w tworzeniu komputerów kwantowych. Pozwoliło bowiem na powstanie fermionów Majorany (niezwykłych cząstek, które jednocześnie reprezentują własne antycząstki).

Dlatego od wielu lat materiał ten jest aktywnie badany, ponieważ naukowcy poszukiwali potwierdzenia hipotezy nadprzewodnictwa fali p materiału.

Odkrycie praktyczne okazało się ciekawsze niż teoretyczne

Podejmując kolejną próbę potwierdzenia tej teorii, grupa amerykańskich naukowców z Cornell University (USA) przeprowadziła kolejny eksperyment w celu zbadania rutenianu strontu.

Tak więc kryształ materiału badano za pomocą rezonansowej spektroskopii ultradźwiękowej o najwyższej rozdzielczości.

W tym celu materiał schłodzono do ekstremalnej temperatury 1,4 Kelvina. A potem przez kryształ przeszły fale dźwiękowe. W tym czasie zmierzono stałe sprężystości.

Tak więc uzyskane wyniki po prostu zadziwiły naukowców. Okazuje się, że rutenian strontu to zupełnie nowy typ nadprzewodnika. Jak się okazało, elektrony w parze Coopera mają tak złożone połączenie, że nie pasuje to do opisu ani z falami s, ani d.

Jedyne, co udało nam się dokładnie ustalić, to to, że moment pędu wynosi cztery, co oznacza, że ​​nowy nadprzewodnik należy do fali G. Żaden z naukowców nie założył nawet, że takie nadprzewodniki w zasadzie mogą istnieć.

Wyniki eksperymentu są zdumiewające, a naukowcy planują w ten sam sposób przetestować inne obiecujące materiały, które wcześniej były klasyfikowane w grupie typu p. Zaczekamy na wyniki nowych eksperymentów.

Naukowcy podzielili się wynikami tego eksperymentu na łamach czasopisma Nature Physics.

A jeśli podobał Ci się materiał, podnieś kciuki, zasubskrybuj i napisz komentarz. Dziękuję za uwagę!