Сътрудничеството разкрива взаимодействието между реда на заряда и свръхпроводимостта на наномащаб


свръхпроводимост

Кредит: CC0 Public Domain

Високотемпературната свръхпроводимост е нещо като свещен граал за изследователи, изучаващи квантови материали. Свръхпроводниците, които провеждат електричество, без да разсейват енергията, обещават да революционизират нашите енергийни и телекомуникационни енергийни системи. Въпреки това, свръхпроводниците обикновено работят при изключително ниски температури, изискващи сложни фризери или скъпи охлаждащи течности. Поради тази причина учените неуморно работят върху разбирането на фундаменталните механизми в основата на високотемпературната свръхпроводимост с крайната цел да проектират и проектират нови квантови материали, свръхпроводими близо до стайна температура.

Фабио Боскини, професор в Националния институт за научни изследвания (INRS), и учени от Северна Америка изследваха динамиката на свръхпроводящия итриев бариев меден оксид (YBCO), който предлага свръхпроводимост при температури, по-високи от нормалните, чрез резонансно разсейване на рентгенови лъчи с времева разделителна способност при Linac Coherent Light Source (LCLS) лазер със свободни електрони, SLAC (САЩ). Изследването е публикувано на 19 май в наука. В това ново проучване изследователите са успели да проследят как вълни на плътност на заряда в YBCO реагират на внезапно “угасване” на свръхпроводимостта, предизвикано от интензивен лазерен импулс.

„Научаваме, че вълните с плътност на заряда – самоорганизирани електрони, които се държат като вълни във вода – и свръхпроводимостта си взаимодействат на наномащаба в ултрабързи времеви скали. Има много дълбока връзка между появата на свръхпроводимост и вълните на плътността на заряда”, казва Фабио Боскини, съизследовател по този проект и филиал изследовател в Института за квантова материя Stewart Blusson (Blusson QMI).

„До преди няколко години изследователите подценяваха значението на динамиката в тези материали“, каза Джакомо Кослович, водещ изследовател и щатен учен в Националната лаборатория за ускоряване на SLAC в Калифорния. „Докато това сътрудничество не се обедини, ние наистина нямахме инструментите за оценка на динамиката на вълната на плътността на заряда в тези материали. Възможността да разгледаме еволюцията на реда на зареждане е възможна само благодарение на екипи като нашия, споделящи ресурси, и от използване на лазер със свободни електрони, за да предложи нов поглед върху динамичните свойства на материята.”

Благодарение на по-добрата картина на динамичните взаимодействия, залегнали в основата на високотемпературните свръхпроводници, изследователите са оптимисти, че могат да работят с физици теоретични да се разработи рамка за по-нюансирано разбиране на това как високотемпературна свръхпроводимост се появява.

Сътрудничеството е ключово

Настоящата работа е резултат от сътрудничество на изследователи от няколко водещи изследователски центъра и лъчеви линии. „Започнахме да провеждаме първите си експерименти в края на 2015 г. с първата характеристика на материала в Canadian Light Source, казва Боскини. С течение на времето проектът включваше много изследователи на Blusson QMI, като MengXing Na, когото наставлявах и представих за тази работа. Тя беше неразделна част от анализа на данните.”

„Тази работа е смислена по редица причини, но също така наистина показва важността на формиране на дълготрайни, смислени сътрудничество и взаимоотношения“, каза На. „Някои проекти отнемат много време и това е заслуга за лидерството и постоянството на Джакомо, което имаме тук.“

Проектът свърза най-малко три поколения учени, следвайки някои, докато напредват през техните следдокторски кариери и до преподавателски позиции. Изследователите са развълнувани да разширят тази работа, като използват светлината като оптично копче, за да контролират състоянието на свръхпроводимост.


Проучването разкрива нови възможности за задействане на свръхпроводимост при стайна температура със светлина


Повече информация:
S. Wandel et al, Подобрена кохерентност на вълната с плътност на заряда в загасен от светлина високотемпературен свръхпроводник, наука (2022 г.). DOI: 10.1126/science.abd7213

Предоставено от Националния институт за научни изследвания

Цитат: Сътрудничеството разкрива взаимодействието между реда на заряда и свръхпроводимостта в наномащаб (2022 г., 20 май), извлечено на 21 май 2022 г. от https://phys.org/news/2022-05-collaboration-reveals-interplay-superconductivity-nanoscale.html

Този документ е обект на авторско право. Освен всяка честна сделка с цел частно проучване или изследване, никоя част не може да бъде възпроизвеждана без писменото разрешение. Съдържанието е предоставено само за информационни цели.