Superlaidumas ilgą laiką! Lazerio šviesa trumpam mirksi ir išlieka ilgalaikis.

Infraraudonieji lazerio impulsai po ilgos stimuliacijos sukelia aukštos temperatūros superlaidumą K3C60. Ši šviesos sukelta būsena sklinda keliomis nanosekundėmis. Kreditas: © Jörg Harms / MPSD.

Superlaidumas – medžiagos gebėjimas perduoti elektrą be nuostolių – yra kvantinis efektas, kuris, nepaisant daugelio metų tyrimų, vis dar apsiriboja itin žema temperatūra. MPSD mokslininkų komandai pavyko sukurti difuzinę būseną pašalinant kietosios molekulės elektrinį atsparumą, atskleidžiant intensyvios lazerio šviesos impulsus. Šis efektas buvo parodytas tik 2016 m. Trumpą laiką, tačiau naujame tyrime straipsnio autoriai parodė, kad jo superlaidininkų gyvenimo trukmė yra beveik 10 000 kartų ilgesnė. Fotofobija žada būti naudojama įmontuotuose elektroniniuose prietaisuose, Budden ir kt. tyrimas paskelbtas gamtos fizikoje.

Superlaidumas yra vienas įdomiausių ir paslaptingiausių šiuolaikinės fizikos reiškinių. Jis apibūdina staigų kai kurių medžiagų elektrinės varžos praradimą atvėsus žemiau kritinės temperatūros. Tačiau tokio aušinimo poreikis ir toliau riboja šių medžiagų technologinį naudojimą.

Pastaraisiais metais atlikus Andrea Cavalleri grupės MPSD tyrimą paaiškėjo, kad intensyvi infraraudonoji šviesa yra perspektyvus įrankis, leidžiantis sukelti superlaidžių savybių įvairiose medžiagose esant aukštesnei temperatūrai, nei būtų įmanoma. Tačiau šios egzotiškos būsenos išliko tik per kelias pikosekundes (trilijonus sekundžių), todėl buvo apriboti eksperimentiniai metodai tiriant itin greitus lęšius.

Šią savaitę pranešta apie maršruto pažangą. „Cavalleri“ grupės tyrėjai dabar gali padidinti tokio šviesos sukelto superlaidumo gyvenimo trukmę daugiau nei keturiomis organinio superlaidumo K. dydžiais.3C60Tai priklauso nuo fullereno („futbolo kamuolio“ molekulės, susidarančios iš 60 anglies atomų). „Mes atradome ilgalaikę būseną, kurioje atsparumas išnyksta penkis kartus aukštesnėje temperatūroje nei superlaidumo. Be jokios šviesos stimuliacijos“, – sakė Matthiasas Buddenas. , pagrindinis doktoranto autorius atliekant tyrimą.

„Pagrindinis šios sėkmės komponentas yra naujo lazerio šviesos šaltinio, galinčio sukurti didelio intensyvumo tarpinius infraraudonųjų spindulių šviesos impulsus, kurių reguliuojamas laikas svyruoja nuo maždaug vieno piko sekundės iki vienos nanosekundės, sukūrimas“, – pridūrė bendraautorius Thomasas Gbertas. Naujasis lazeris pagrįstas didelio galingumo dujų lazerių, turinčių santykinai ilgus antruosius impulsus, sinchronizavimu su itin tiksliu daug trumpesnių kietojo kūno lazerio impulsų impulsu.

Kai tokia ilga ir intensyvi infraraudonųjų spindulių šviesa patenka į medžiagą, ji gali sukelti molekulinę vibraciją, grotelių iškraipymus ir net pakitimus elektroninėse konfigūracijose. Atsižvelgiant į šių procesų sudėtingumą, nenuostabu, kad šviesą didinančių superlaidininkų fizikai paaiškinti buvo pasiūlyta daugybė skirtingų teorijų. Keista, tačiau autoriai savo naujame darbe atrado, kad superlaidumas po foto stimuliacijos išlieka keliasdešimt nanosekundžių. Šie žymiai ilgesni superlaidžios būsenos gyvenimo laikotarpiai leido komandai sistemingai ištirti medžiagos elektrinę varžą. Nors mikroskopinis superlaidumo apibūdinimas, atsirandantis dėl šviesos K3C60 Vis dar trūksta, tačiau šie rezultatai yra naujas dabartinės teorijos etalonas.

„Svarbiausia, – apibendrina Matthiasas Buddenas, – mūsų darbas atveria kelią pagreitintiems nuotraukų sukelto Meissnerio efekto eksperimentams ir įkvepia superlaidžių grandinių taikymo idėją. Integruotame įrenginyje, kuris naudoja pažangiausias technologijas didelės spartos elektroniniai prietaisai & rdquo; Taikomos didelio jautrumo, didelio našumo magnetinio lauko jutikliai. Kvantinis kompiuteris Ir perdavimo sistema be nuostolių Paprastai taikant naują ilgesnių vidutinio nuotolio infraraudonųjų spindulių sužadinimo impulsų derinimo su tiesioginių elektroninių ir magnetinių savybių matavimu metodą, MPSD komanda siekia pagerinti daugelio įdomių sudėtingos medžiagos reiškinių valdymą ir supratimą.

Nuoroda: „Superlaidumo įrodymai, gauti iš difuzinių nuotraukų K3C60Autoriai M. Buddenas, T. Gebertas, M. Buzzi, G. Jotzu, E. Wangas, T. Matsuyama, G. Meieris, Y. Laplasas, D. Pontiroli, M. Ricco, F. Schlawinas, D. Jakschas ir A.Cavalleri 2021 m. Vasario 4 d. Natūrali fizika.
DOI: 10.1038 / s41567-020-01148-1

Šį tyrimą finansavo Europos mokslinių tyrimų tarybos (ERC) „Synergy Grant“ programa „Kvantinių medžiagų kontrolės sienos“ (Q-MAC) ir „Deutsche Forschungsgemeinschaft“ (DFG) per Kompetencijos klasterį „Hamburgo itin greito vaizdavimo centras“. Eksperimentai buvo atlikti jungtinės Laisvųjų elektronų lazerių mokslo centro (CFEL) laboratorijoje Noras, Maxo Plancko draugija ir Hamburgo universitetas. Tyrimas buvo atliktas glaudžiai bendradarbiaujant su Europos mokslininkų sąjunga Oksfordo universitetas (Jungtinė Karalystė), Parmos universitetas (IT) ir „ELETTRA Synchrotron Facility“, Triestas (IT).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pažymėtinos giliavandenės Veneros gėlių kempinių struktūros, kurios yra naudingos kuriant laivus, lėktuvus ir dangoraižius

Euplectella aspergillum stiklo kempinės struktūra structure už hidrodinaminio lauko ribų. Pramonė buvo perstatyta naudojant CINECA superkompiuterius. Kinetinė metodika և Pažangūs skaičiavimo kodai...

Didžiausia aplinkos šalinimo kaukė – ir kaip ją sumažinti

Naujas tyrimas nustatė naudojamo N95 išeikvojimą ir pasiūlė tinkamus būdus jį sumažinti. Nuo praėjusiais metais prasidėjusios „Covid-19“ epidemijos, užrištos akys tapo dar viena sveikatos apsaugos...

Neuromediatorių lygis smegenyse nuspėja matematinius sugebėjimus

Skenavimas buvo baigtas 1 ir 2 metu (maždaug po 1,5 metų) kiekvienoje iš penkių amžiaus grupių (6-erių, 10-mečių, 14-mečių, 16-mečių ir 18 metų) -metukai)....

Genetikai atskleidžia mutacijas, sukeliančias sunkų vaikystės vėžį – vartokite vaistus, kad pašalintumėte jų šalutinį poveikį

Trejybės koledžo genetikai atrado specifinio geno, vadinamo H3K27M, mutaciją, sukeliančią neišgydomą vaikystės vėžį, vadinamą diffi midi glioma (DMG). Augimas taikant tikslinius vaistus. Jų istoriniai...

Neigiamų jonų sulaikymas tarpžvaigždinėje erdvėje

Kaip tarpžvaigždinėje aplinkoje kuriamos neigiamai įkrautos molekulės? Tarpžvaigždiniai debesys yra naujų žvaigždžių gimtinė. Tačiau jie taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant gyvenimą visatoje per...

Newsletter

Subscribe to stay updated.