supraconducteurs à haute température ont le potentiel de changer la transmission de puissance, la puissance de tous les transports. Aucun mouvement d'électrons dans un matériau de friction, à savoir pas de perte d'énergie pendant l'exercice, un tel matériau peut augmenter considérablement l'efficacité énergétique du système d'alimentation. Découvrez comment le mouvement des électrons dans ces matériaux complexes qui finiront par superconducteurs de conception aident les chercheurs travaillent à la température ambiante, ainsi élargir considérablement son utilisation. Cependant, en dépit de décennies de recherche, l'interaction complexe entre le matériau supraconducteur cuprate ou un matériau comme le cuivre, le spin et la charge des électrons sont mal connus. Maintenant, un article paru dans « Science » (Science) publié par le Massachusetts Institute of Technology (MIT) chercheurs a dévoilé un nouveau système, en utilisant des atomes ultrafroids comme matériaux supraconducteurs dans le modèle électronique. De l'un Frank Thomas Massachusetts Institute of Technology (MIT) (Thomas. Frank) Professeur de physique Martin

Brocade Park - popularisation Science: Fermi - modèle Hubbard est considéré expliquer la base de supraconducteurs à haute température, il est très facile de décrire, mais jusqu'à présent avéré être impossible de résoudre. Ce modèle est seulement sur les atomes de treillis ou d'électrons saut, et quand ils se chevauchent les uns les autres dans la même position dans le réseau, ils peuvent interagir. Mais même cela est le modèle le plus simple des interactions électroniques dans ces matériaux, il n'y a pas d'ordinateur peut le résoudre dans le monde. Ainsi, les chercheurs ont construit un simulateur physique, dans lequel des atomes comme avatar électronique. Pour construire un simulateur quantique, les chercheurs ont utilisé un faisceau laser pour produire une interférence entre la structure cristalline. Puis ils ont mis environ 400 atomes dans la limite optique de la grille, dans une boîte carrée. Lorsque la cartouche est inclinée de sorte que leur champ magnétique de gradient est appliqué, on peut observer le mouvement des atomes et mesurer sa vitesse, en obtenant ainsi un matériau conducteur.

Atomes comme de petits aimants, la force magnétique est appliquée pour les pousser vers la gauche (coin supérieur gauche). Étant donné que ces atomes sont mutuellement exclusifs, si aucune position vide (moyenne supérieure), ils ne peuvent pas se déplacer. Mais atomique « aiguille » peut encore se déplacer librement, l'aimant puissant (rouge) se propager à la gauche de l'image, l'aimant plus faible (bleu) doit faire de la place et se déplacer vers la droite (rangée du bas). Ceci est un soi-disant atome de transport de spin par un atome dans un émulateur atomes de solution froide. Image: Massachusetts Institute of Technology

Ceci est une excellente plate-forme, vous pouvez observer le mouvement de chaque atome seul, c'est le seul ne peut pas faire cela, ne peut mesurer la quantité moyenne électronique par voie électronique. Simulator permet aux chercheurs de mesurer le mouvement ou le transport spins atomiques, et comment l'interaction entre les atomes dans le matériau affecte la rotation. La mesure du transport de spin dans les cuprates n'est pas possible jusqu'à présent, parce que les impuretés matérielles et d'autres complications entravent le travail. En mesurant le mouvement de rotation, les chercheurs d'étudier ses différents frais. Étant donné que les charges d'électrons et à travers le matériau lorsque le mouvement de rotation essentiellement ces deux propriétés doivent être verrouillées ensemble. Cependant, des études montrent que n'est pas vrai. Des études ont montré que le taux de diffusion de spin dans le système est beaucoup plus lent que la charge. Selon étudiant diplômé du MIT Matthew Nichols (Matthew Nichols) a dit: Les chercheurs ont ensuite examiné comment l'interaction entre la force des atomes du flux de spin.

Nichols est le premier auteur de l'étude. Nichols a dit: Nous avons constaté qu'une grande interaction limite les mécanismes existants qui permettent le mouvement dans le système de rotation, par conséquent, que l'interaction entre les atomes, ralentir considérablement le courant de spin. « Quand ils ont mesuré les résultats expérimentaux avec la théorie avancée plus dans le calcul de l'ordinateur classique est comparé, ils ont trouvé des interactions fortes dans le système effectue des calculs numériques précis très difficile. Cela prouve que nos systèmes d'atomes ultrafroids un autre aspect de la résistance du matériau des systèmes quantiques cuprate simulés, et mieux que les ordinateurs classiques peuvent faire. (chercheurs) est de tourner des études de transport, non seulement difficile à calculer, mais aussi une forte corrélation dans le matériau classique même dans des conditions extrêmement difficiles à étudier expérimentalement, offrant ainsi un aperçu unique de la différence entre la charge et le transport de spin.

En tant que recherche de transport de spin supplément au MIT, l'équipe Professeur Waseem Bakr Université de Princeton a mesuré le transport de charge, et illustre la façon dont la conductivité de charge dépend de la température dans le même numéro de « Science ». espoirs de l'équipe du MIT d'utiliser un simulateur quantique pour d'autres expériences. Étant donné que ce système permet, par exemple, les chercheurs mouvement d'un seul atome, ils veulent étudier le mouvement de chaque atome avec des atomes de toute autre moyenne mobile, de sorte que la recherche actuelle « bruit » au niveau atomique. Jusqu'à présent, nous avons été moyenne du courant mesuré, mais les chercheurs ont aussi voulu faire était le bruit de mouvement des particules observée, certains un peu plus vite, afin que nous puissions comprendre la répartition globale. Les chercheurs ont également varient de préférence avec des changements de dimension de deux dimensions à une dimension étude de transport à travers le fil.

Brocade Park - Sciences Popular Science | Recherche / De: Massachusetts Institute of Technology

Référence périodique Littérature: « Science »

DOI: 10.1126 / science.aat4134

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