Para peneliti merasa mustahil untuk melihat superkonduktor sebelumnya

Superkonduktivitas adalah fenomena di mana rangkaian listrik kehilangan hambatannya dan menjadi sangat efisien dalam situasi tertentu. Ada berbagai cara terjadinya hal ini yang dianggap tidak konsisten. Untuk pertama kalinya, para peneliti menemukan jembatan antara dua pendekatan ini untuk mencapai superkonduktivitas. Pengetahuan baru ini dapat mengarah pada pemahaman yang lebih umum tentang fenomena tersebut dan suatu hari nanti pada penerapannya.

Jika Anda seperti kebanyakan orang, Anda memiliki tiga zat dalam kehidupan sehari-hari Anda: padat, cair, dan gas. Bisa dibilang Anda mungkin sudah familiar dengan substansi keempat PlasmaIbarat gas yang menjadi begitu panas sehingga semua atom penyusunnya terpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah, berpisah Tapi tahukah Anda tentang apa yang disebut zat kelima di ujung termometer yang benar-benar berlawanan)? Ini dikenal sebagai kondensat Bose-Einstein (BEC).

“BEC adalah keadaan materi yang unik karena tidak terbuat dari partikel, tetapi gelombang,” kata Kojo Okazaki, seorang profesor di Solid State Physics Institute di Universitas Tokyo. “Saat mereka menjadi lebih dingin Nol mutlakUnsur-unsur tertentu menjadi berbau busuk di atas ruang atom. Belerang ini tumbuh menjadi atom – sekarang seperti gelombang dan bukan partikel – tumpang tindih, menjadi terpisah satu sama lain. Hasilnya adalah subjek berperilaku sedemikian rupa sehingga merupakan entitas baru dengan entitas tunggal seperti kekurangan keadaan padat, cair atau gas sebelumnya seperti superkonduksi. Sampai saat ini, Superkonduktor BEC hanya bersifat teoritis, tetapi sekarang kami telah mendemonstrasikan di laboratorium bahwa itu adalah bahan mewah yang didasarkan pada besi dan selenium (elemen non-logam).

Spektroskopi fotoemasi resolusi sudut

Gambar cahaya terpolarisasi menunjukkan kepada para peneliti bagaimana elektron yang diwakili oleh Palang Merah berperilaku dalam situasi yang berbeda dalam spesimen uji mereka. Kredit: dolar 2020 Okazaki dan lainnya.

Ini adalah pertama kalinya BEC diverifikasi secara eksperimental untuk bertindak sebagai komisaris super; Namun, manifestasi atau mekanisme materi lainnya juga dapat menimbulkan superkonduksi. Rezim Burden-Cooper-Schreifer (BCS) adalah sistem yang, ketika didinginkan mendekati nol absolut, memperlambat dan menggerakkan atom unsur, memungkinkan elektron melewatinya dengan lebih mudah. Ini secara efektif mengurangi hambatan listrik zat tersebut menjadi nol. Baik BCS dan BEC membutuhkan kondisi musim dingin es dan keduanya melibatkan atom yang lebih lambat. Tetapi rezim ini sebaliknya sama sekali berbeda. Untuk waktu yang lama, para peneliti percaya bahwa pemahaman yang lebih umum tentang superkonduksi dapat dicapai jika pemerintah ini terlihat tumpang tindih dengan cara apa pun.

“Ada cara bagi BEC untuk menunjukkan keunggulan; Kami benar-benar menantikan untuk melihat tumpang tindih antara BC dan BCS, “kata Okazaki.” Ini sangat menantang tetapi peralatan unik dan metode pemantauan kami telah membuktikannya – ada transisi yang mulus antara pemerintah ini. Dan menunjuk ke teori dasar yang lebih umum di balik superkonduksi. Ini saat yang menyenangkan mengerjakan ini. “

Kurva distribusi daya

Garis-garis berwarna ini tidak hanya untuk tampilan, mereka memberi tahu peneliti berapa suhu di bawah yang, dalam hal ini sekitar 10 Calvin, sampel menunjukkan perilaku superkonduktor. Kredit: dolar 2020 Okazaki dan lainnya.

Okazaki dan timnya menggunakan metode spektroskopi fotometion berbasis laser suhu ultrallo dan resolusi daya tinggi untuk mengamati bagaimana elektron berperilaku saat mengubah materi apa pun dari BCS ke BC. Elektron berperilaku berbeda dalam dua sistem dan perubahan di antara mereka membantu mengisi beberapa celah dalam gambaran superkonduksi yang lebih besar.

Superkonduktor bukan hanya keingintahuan laboratorium; Perangkat superkonduktor seperti elektromagnet sudah digunakan dalam aplikasi, contoh Large Hadron Collider, akselerator partikel terbesar di dunia. Namun, seperti dijelaskan di atas, mereka membutuhkan suhu ultrasonik, yang dapat kita lihat setiap hari, yang melarang pengembangan perangkat superkonduktor. Jadi tidak mengherankan jika ada banyak minat untuk menemukan cara membuat superkonduktor pada suhu yang lebih tinggi, bahkan mungkin pada suhu kamar suatu hari nanti.

“Dengan bukti akhir superkonduktor ke BEC, saya pikir itu akan mendorong peneliti lain untuk mengeksplorasi superkonduktivitas pada suhu yang lebih tinggi dan lebih tinggi,” kata Osakaki. “Saat ini mungkin tampak seperti fiksi ilmiah, tetapi jika superkonduksi lebih dekat ke suhu kamar, kemampuan kita untuk menghasilkan energi akan meningkat secara signifikan dan permintaan energi kita akan menurun.”

Referensi: Tokahiro Hashimoto, Yuichi Ota, Akihiro Susuki, Susubaki Nagashima, Akiko Fukushima, Shigeru Kasahara, oleh Yuji Matsuuiki, Shukuisuwiki, Sukuisuwiki, dan Kojo Okazaki, 6 November 2020 Kemajuan dalam sains.
DOI: 10.1126 / sciadv.abb9052

Studi ini didukung oleh dana hibah untuk penelitian ilmiah (Kakeni) (nomor hibah ZP19H100651, ZP19H01818, JP18H5227, JP19H100649, JP18H111177, JP18K13492, JP P20H2626) dan perusahaan Jeans21 “Quant 8 Current 8 Japan Society of Science Promotion (JSPS) to JP19H05826) dan” Topological Material Science “(Grant No. JP15H05852). THS JSP for Young Scientists Research ( DC 2) mengakui.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Diet junk food dapat meningkatkan risiko mengemudi berbahaya di antara pengemudi truk

Diet tidak sehat yang terkait dengan kelelahan yang lebih besar: Faktor kunci dalam peningkatan risiko kecelakaan, kata para peneliti. Pola makan yang tidak sehat dapat...

Fotosintesis buatan menjanjikan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan

Manusia dapat melakukan banyak hal yang tidak dapat dilakukan oleh tumbuhan. Kita bisa berjalan, berbicara, mendengarkan, melihat dan menyentuh. Tetapi tanaman memiliki...

Es laut di pantai Arktik menipis secepat yang saya kira

Es Arktik yang menurun bisa dibilang salah satu korban terbesar perubahan iklim, dan dampaknya sangat luas, dari keadaan beruang kutub yang ikonik dan satwa...

Dinosaurus terbesar di Australia – “Titan Selatan” – baru saja memasuki buku rekor!

Kolaborasi Australia, "Titan Cooper Selatan." Penulis: Vlad Konstantinov, Scott Hoknul © Museum Sejarah Alam Eromanga Apa lapangan basket yang lebih tinggi dari b-double, dan...

Maju dengan roket SLS Moon raksasa, pertemuan dekat dengan Ganymede dan gerhana cincin api

Inti roket Space Launch System (SLS) seberat 188.000 pon telah naik ke peluncur bergerak, di antara dua pendorong roket padat. Kredit: NASA Bergerak maju...

Newsletter

Subscribe to stay updated.