Scoperta disposizione 3D degli elettroni in superconduttore ad alta temperatura

superconducttore

SLAC National Accelerator Laboratory

Gli scienziati del SLAC National Accelerator Laboratory in California hanno scoperto una disposizione tridimensionale sorprendente degli elettroni in un superconduttore ad alta temperatura. I superconduttori sono materiali che, a determinate temperature (di solito vicino allo zero assoluto), trasmettono l’elettricità senza resistenza. Questa ricerca potrebbe aiutarci a capire meglio come funzionano i superconduttori e forse portare a superconduttori che operano vicino alla temperatura ambiente, anche quelli ad alta temperatura operano molto al di sotto del punto di congelamento dell’acqua.

I ricercatori hanno utilizzato un tipo di cuprati (specificamente ossido di ittrio bario e rame , YBa 2 Cu 3 O 6,67) esposti a un laser a raggi-X a elettroni liberi, in combinazione con un magnete a impulso, un milione di volte più forte del campo magnetico terrestre. Gli intensi impulsi magnetici sono riusciti a sopprimere le proprietà superconduttive del materiale e hanno reso possibile utilizzare il laser per osservare la disposizione degli elettroni. Vicino allo zero assoluto, gli elettroni in alcuni materiali tendono a organizzarsi in onda di densità di carica (CDW): questa ondata non è come un’onda in uno stagno, è una distribuzione statica di elettroni. Finora, le CDW sono state osservate solo in 2D, ma la squadra SLAC – usando la SLAC Linac Coherent Light Source (LCLs), un laser a raggi X – hanno osservato una distribuzione 3D di elettroni.

“Questo è stato totalmente inaspettato e anche molto emozionante”, ha detto Jun-Sik Lee, uno scienziato del personale SLAC e uno dei leader di questo esperimento, in una dichiarazione. “Questo esperimento ha identificato un nuovo ingrediente da considerare in questo campo di studio. Nessuno aveva visto questa immagine 3-D prima. E’ un passo importante nella comprensione della fisica dei superconduttori ad alta temperatura”. Le CDW sono state teoricamente predette nel 1930, ma la prima è stata osservata solo nel 2012. Fin dalla loro scoperta, gli scienziati hanno trovato sempre più prove che le collegano ai superconduttori.

L’ultimo ritrovamento evidenzia l’elevata complessità dei cuprati e le molte proprietà che devono essere prese in considerazione quando si caratterizzano superconduttori.

La squadra vuole effettuare esperimenti di follow-up per fornire una descrizione dettagliata degli effetti e per scoprire se è presente in altri tipi di superconduttori ad alta temperatura.

Il documento è pubblicato sulla rivista Science

Alfredo Carpineti

iflscience.com

Scoperta disposizione 3D degli elettroni in superconduttore ad alta temperatura ultima modifica: 2015-11-08T08:17:55+00:00 da Richard
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