Ang superconductivity ay isang kumpletong pagkawala ng resistensya sa elektrisidad. Ang mga superconductor ay hindi lamang napakahusay na riles: ang mga ito ay isang iba’t ibang pang-elektronikong estado. Sa mga ordinaryong metal, magkakahiwalay na gumagalaw ang mga electron at nakatagpo sila ng mga depekto at panginginig sa sala-sala. Sa mga superconductor, ang mga electron ay magkakaugnay sa pamamagitan ng isang kaakit-akit na puwersa na nagpapahintulot sa kanila na gumalaw nang proporsyonal at maiwasan ang mga depekto.
Sa isang napakaliit na bilang ng mga kilalang superconductors, ang paglitaw ng superconductivity ay nagdudulot ng isang kusang kuryente. Ang mga alon na ito ay ibang-iba sa mga puwersa ng ordinaryong wire ng metal: itinayo ang mga ito sa estado ng lupa ng superconductor, at samakatuwid hindi sila mai-disconnect. Halimbawa, ang mga alon na dumadaloy sa gilid ay maaaring lumitaw sa isang sheet ng superconducting na materyal, tulad ng ipinakita sa pigura.
Ito ay isang napakabihirang anyo ng superconductivity, at palaging ipinapahiwatig na ang kaakit-akit na pakikipag-ugnay ay isang bagay na hindi karaniwan. Matanda2RuO4 ay isa sa mga kilalang materyales kung saan pinaniniwalaang mangyari ang ganitong uri ng superconductivity. Bagaman mababa ang temperatura ng paglipat – Sr.2RuO4 superconductivity sa ibaba lamang ng 1.5 Kelvin ang dahilan bakit ang superconductivity na ito sa pangkalahatan ay ganap na hindi kilala. Ang paliwanag ng superconductivity sa materyal na ito ay naging isang mahalagang pagsubok ng pag-unawa ng mga physicist sa superconductivity sa pangkalahatan. Sa teoretikal napakahirap makakuha ng kusang-alon na alon sa Sr.2RuO4 mula sa karaniwang mga modelo ng superconductivity, at samakatuwid, kung nakumpirma, maaaring kailanganin ng isang bagong modelo ng superconductivity – isang kaakit-akit na puwersa na hindi nakikita sa iba pang mga materyales.
Kaliwa: Diagram ng kusang kuryente na alon na sanhi ng superconductivity sa Sr2RuO4. Kanan: istrakturang kristal ng Sr2RuO4. May-akda: © MPI CPfS
Ang paraan upang makita ang mga kuryenteng alon na ito ay napaka-banayad. Ang mga particle ng subatomic, na kilala bilang mga muon, ay naitatanim sa sample. Ang pag-ikot ng bawat muon pagkatapos ay nauuna sa anumang magnetic field na umiiral sa muon termination site. Sa kakanyahan, ang mga muon ay kumikilos bilang sensitibong mga magnetic field detector na maaaring mailagay sa loob sample Mula sa nasabing mga eksperimento sa pagtatanim ng muon natagpuan na ang kusang-loob na mga magnetic field ay lumitaw kapag si Sr2RuO4 ay nagiging isang superconductivity, na nagpapahiwatig na ang kusang kuryente na alon ay nangyayari.
Gayunpaman, dahil ang signal ay banayad, duda ang mga mananaliksik kung totoong totoo ito. Ang pagsisimula ng superconductivity ay isang pangunahing pagbabago sa mga elektronikong katangian ng isang materyal, at marahil ang banayad na karagdagang senyas na ito ay lumitaw dahil sa ang katunayan na ang pagsukat ng kagamitan ay hindi wastong naayos.
Sa gawaing ito, ipinakita ng mga mananaliksik mula sa Max Planck Institute para sa Chemical Physics of Solids, Dresden University of Technology at the Paul Scherer Institute (Switzerland) na sa uniaxial pressure kay Sr2RuO4, kusang alon ay nangyayari sa mas mababang temperatura kaysa sa superconductivity. Sa madaling salita, ang paglipat ay nahahati sa dalawa: unang superconductivity, pagkatapos ay kusang-loob na alon. Ang paghati na ito ay hindi malinaw na ipinakita sa anumang iba pang materyal, at ito ay mahalaga sapagkat malinaw na ipinapakita nito na ang pangalawang paglipat ay totoo. Ang kusang-agos na alon ay dapat na ipaliwanag siyentipiko at hindi bilang isang bunga ng di-perpektong pagsukat. Maaaring mangailangan ito ng isang seryosong pag-isipang muli ng ating pag-unawa sa superconductivity.
Sanggunian: “Ang pinaghiwalay na superconducting at oras na maibabalik na mga pagbabago sa simetrya sa Sr2RuO4 nasa ilalim ng stress »Vadim Grinenko, Shriendanda Gosh, Rajib Sarkar, Jean-Christophe Orein, Artyom Nikitin, Matthias Elender, Debarchan Das, Zurab Guguchi, Felix Bruckner, Mark E. Barber, Junbum Park, Naoki Kiyagakov, Naoki Kiyagakov Bobovsky, Takuto Miyoshi, Yoshiteru Maeno, Andrew P. Mackenzie, Hubertus Lutkens, Clifford W. Hicks, at Hans-Henning Klaus, Marso 4, 2021, Physics ng kalikasan.
DOI: 10.1038 / s41567-021-01182-7