Fizycy wyprzedzili kwantowe tornada i osiągnęli prawdziwą granicę nadprzewodnika

Edytowane przez: Svitlana Velhush

Nadprzewodniki obiecują rewolucję w technologii — od lewitujących pociągów po potężne akceleratory cząstek i skanery medyczne. Ich działanie jest jednak ograniczone kruchą równowagą: zbyt silny prąd lub pole magnetyczne niszczy stan, w którym elektryczność płynie bez oporu.

W zwykłych pomiarach prądem stałym ta granica jest trudna do osiągnięcia. Wyprzedzają ją kwantowe wiry — maleńkie „tornada” ze strumienia magnetycznego, które powstają w nadprzewodnikach drugiego rodzaju i szybko wywołują nagrzewanie oraz opór.

Naukowcy z Instytutu Maxa Plancka w Hamburgu znaleźli sposób na obejście tej przeszkody. Wykorzystali impulsy laserowe o czasie trwania 300 femtosekund, które zamieniały się w impulsy elektryczne trwające zaledwie kilka pikosekund. W tym czasie wiry nie zdążyły się przesunąć i zakłócić nadprzewodnictwa.

W eksperymencie azotek niobu wytrzymał prąd 2,2 razy wyższy od zwykłej wartości krytycznej, a następnie nadprzewodnictwo gwałtownie ustało — dokładnie tak powinno się to dziać przy rozrywaniu par Coopera. W materiale na bazie tlenku itru, baru i miedzi proces przebiegał łagodniej z powodu innej symetrii przerwy energetycznej.

Nowa metoda pozwala bezpośrednio mierzyć fundamentalne właściwości materiałów, niedostępne przy zwykłych pomiarach. Otwiera drogę do testowania wielu nadprzewodników pod kątem ich prawdziwych granic i do tworzenia bardziej stabilnych urządzeń.

Badanie opublikowano w Nature Physics i pokazuje ono, że szybkość czasem rozstrzyga o wszystkim: wystarczy wyprzedzić procesy kwantowe, aby zobaczyć, do czego materiał jest naprawdę zdolny.

2 Wyświetlenia

Źródła

  • A Major Superconductor 'Speed Limit' Was Just Broken

Komentarze

Czytaj więcej artykułów na ten temat:

HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

Image
Reply
Czy znalazłeś błąd lub niedokładność?Rozważymy Twoje uwagi tak szybko, jak to możliwe.