Es difícil medir las propiedades de los materiales superconductores en campos magnéticos a temperaturas cercanas al cero absoluto, pero es necesario comprender sus propiedades cuánticas.
¿Qué tan frío? Más bajo que 0.05 Kelvin -272 ° C.
"Para muchos materiales modernos cuánticos, para estudiar adecuadamente los detalles finos de su comportamiento mecánico cuántico, debe ser genial. Más fresco de lo que antes se creía posible", dijo Ruslan Prozorov, físico del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU., que se especializa en el desarrollo de instrumentación que mide solo esas cosas.
Prozorov y su equipo de investigación han desarrollado un método para medir propiedades magnéticas de materiales superconductores y magnéticos que exhiben un comportamiento cuántico inusual a temperaturas muy bajas en campos magnéticos altos. El método se está utilizando para estudiar el comportamiento crítico cuántico, los mecanismos de superconductividad, magnéticosfrustración y transiciones de fase en materiales, muchos de los cuales se fabricaron por primera vez en el Laboratorio Ames.
Lo hicieron colocando un resonador de diodo de túnel, un instrumento que realiza mediciones precisas de radiofrecuencia de las propiedades magnéticas, en un refrigerador de dilución, un dispositivo criogénico que puede enfriar muestras hasta un rango de temperatura de mil Kelvin.ya logrado antes, los trabajos anteriores no tenían la capacidad de aplicar grandes campos magnéticos estáticos, lo cual es crucial para estudiar materiales cuánticos.
El grupo de Prozorov trabajó para superar las dificultades técnicas de mantener mediciones magnéticas de alta resolución, al mismo tiempo que logró temperaturas ultra frías de hasta 0,05 K y en campos magnéticos de hasta 14 teslas. Ya se ha utilizado un circuito similar en uncampo magnético muy alto 60 T cuando el equipo realizó los experimentos en el Laboratorio Nacional de Los Alamos.
"Cuando instalamos por primera vez el refrigerador de dilución, la broma fue que mi laboratorio tenía las temperaturas más frías en Iowa", dijo Prozorov, quien realiza su investigación donde los inviernos del medio oeste no son motivo de risa. "Pero no estábamos haciendo esto solo por diversión"., para ver qué tan fríos podríamos ir. Muchas propiedades cuánticas inusuales de los materiales solo se pueden descubrir a estas temperaturas extremadamente bajas ".
El grupo estudió la simetría de emparejamiento en varios superconductores no convencionales, mapeó un diagrama de fase muy complejo en un sistema con un comportamiento crítico cuántico inducido por el campo, y recientemente descubrió propiedades muy inusuales de un sistema de hielo en rotación, "ninguno de los cuales sería posible sinesta configuración ", dijo Prozorov.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Ames . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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