Les scientifiques ont utilisé un modèle informatique puissant pour explorer une sorte déroutante de matériaux à base de cuivre qui peut être transformé en un supraconducteur. Leurs résultats fournissent des indices alléchants à un mystère pendant des décennies, et l'informatique quantique un pas en avant. Laisser la substance de circulation de courant de sa capacité à arrangement d'électrons atomiques, selon ces arrangements ou configurations, où tout le matériel est soit un isolant ou un conducteur. Cependant cuprates, un matériau mystérieux en oxyde de cuivre, il est connu dans la communauté scientifique.

Parce qu'il a des problèmes d'identité, de sorte qu'ils puissent être à la fois un isolant et chef d'orchestre. Dans des circonstances normales, l'isolant est cuprates: un flux répriment matériau d'électrons. Mais en ajustant la composition, ils peuvent être transformés en meilleurs superconducteurs du monde. En 1986, la découverte de la supraconductivité à ses découvreurs a remporté le prix Nobel en 1987, et avec des possibilités illimitées pour améliorer le calcul intensif et d'autres technologies clés pour attirer la communauté scientifique. Cependant, la confusion qui ont suivi 30 ans: les scientifiques ne sont pas encore pleinement déchiffrer l'arrangement électronique de la supraconductivité des cuprates codés. Professeur émérite de physique à l'Université du Nord-Est des cours Alan Sears (Arun Bansil) a dit:

Dessin structure électronique de ces matériaux peut être considéré comme l'un de la physique théorique des défis les plus difficiles. De plus, étant donné que la supraconductivité est un phénomène étrange se produit uniquement à des températures de moins 149 degrés Celsius (ou environ la même que la température sur Uranus faible), ce qui en fait le premier à identifier les mécanismes possibles, peut aider les chercheurs dans le secteur manufacturier supraconducteurs fonctionnant à la température ambiante. Maintenant, une équipe de chercheurs, dont le professeur de cours de physique Sylvester et de l'Université du Nord-Est, y compris Robert Marr Kai Weiqi, est une nouvelle méthode pour simuler ces mécanismes étranges menant à la supraconductivité dans les cuprates.

Une étude de l ' « Académie nationale américaine des sciences, » a publié, l'équipe de recherche de prédire avec précision le comportement des électrons dans un groupe appelé oxyde de cuivre baryum cuprates yttrium, lors du déplacement pour atteindre la supraconductivité. Trouvé dans ces cuprates, la supraconductivité de la configuration électronique de divers types, notamment jusqu'à 26. Dans cette phase de transition, deviendront différentes étapes d'une sorte de soupe sur la nature de la matière, les propriétés de séparation de ces matériaux merveilleux sont maintenant révélées pour la première fois. nature physique interne est étrange cuprates superconducteurs, Markiewicz que cette complexité est les mythes classiques indiens au sujet des personnes aveugles et des éléphants.

Pendant des décennies, cela a été sur les blagues de physique théorique de cuivre. Selon ce mythe, les aveugles a d'abord rencontré l'éléphant et en essayant de le toucher pour savoir ce qu'il est. Mais parce que chacun d'entre eux ne touchent qu'une partie du corps, comme le nez, la queue ou la jambe, ils ont différents concept de l'éléphant (et limité). Dans un premier temps, consacré à une autre façon de regarder (cuivre), mais les chercheurs savent la bonne façon, tôt ou tard. Le mécanisme derrière cuprates, peut aussi aider à expliquer les principes physiques derrière le supraconducteur devient confondant d'autres matériaux à des températures extrêmes.

Ils sont utilisés pour changer complètement et le calcul quantique et d'autres moyens techniques de traitement d'ultra-haut débit de données. La recherche tente de comprendre comment ils sont dans une expérience utilisant ensemble cuprates réel. Défis cuprates modèle est finalement un superconducteurs royaume bizarre de la mécanique quantique, qui étudie le comportement de la matière et du mouvement plus minuscule, ainsi que des règles physiques étranges qui régissent tout à l'échelle atomique. En tout matériau donné (tel que téléphone intelligent métallique) seulement des électrons dans l'espace contenant le bout du doigt, il peut être équivalent au nombre 1 suivi de 220.

Depuis la naissance de la mécanique quantique, un si grand nombre d'électrons modélisation physique a été difficile. Les scientifiques aiment penser à ce pot de complexité des papillons volent rapide et intelligent pour éviter une collision. Dans le matériau conducteur, les électrons se déplacent autour, en raison de l'interaction des forces physiques, ils éviteront les uns des autres. Ces caractéristiques sont difficiles à modéliser le matériau de base d'un sel de cuivre. problème cuprates est qu'ils sont entre le métal et l'isolant, nécessite une très bonne méthode de calcul, qui peut traverser le système capture, ils sont à la frontière entre le métal et l'isolant.

Donc besoin d'une méthode de calcul très bon pour qu'il puisse systématiquement capturer ce crossover, le nouveau modèle de recherche peut capturer ce comportement. L'équipe comprend de l'Université Tulane, les chercheurs Lappeenranta University of Technology et de l'Université Temple. Les chercheurs sont la première personne aux États de cuprates modélisation sans qu'il soit nécessaire d'être comme un physicien dans le passé doivent faire ajouter manuellement les paramètres dans leur calcul. Pour ce faire, les chercheurs ont simulé l'oxyde de cuivre de baryum atomique yttrium d'énergie au plus bas niveau. Cela permettra aux chercheurs de stimuler et de suivre leurs mouvements dans l'électronique, ce qui permet de décrire le mécanisme de soutien essentiel pour la transition supraconductrice.

Ce changement dans le matériau est appelé un stade pseudo-gap, peut être simplement décrit comme une porte. Dans l'isolateur, la structure du matériau est comme une porte fermée, personne ne peut. Si la porte est ouverte, tout comme un conducteur, les électrons peuvent facilement passer. Mais après cette phase du matériau pseudo-gap, la porte légèrement ouverte. Ce que ces portes ouvrent la porte dans la dynamique réelle est encore un mystère, mais le nouveau modèle pour capturer le 26 possible de faire cette configuration électronique. Avec maintenant en mesure de mener à bien ce premier principe, aucun type de modélisation des paramètres, ont la capacité d'aller vraiment plus loin, et devrait commencer à mieux comprendre cette phase pseudo-gap.

Brocade Parc | Recherche / De: Université du Nord-Est

Journal de référence "PNAS"

DOI: 10.1073 / pnas.1910411116

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