Un investigador del Centro de Física Teórica de Sistemas Complejos, dentro del Instituto de Ciencias Básicas SII, Corea del Sur, el profesor Ivan Savenko, ha informado de un método conceptualmente nuevo para estudiar las propiedades de los superconductores utilizando herramientas ópticas. La teoría fuepublicado en Cartas de revisión física y coautor del doctor Vadim Kovalev, físico del Instituto AV Rzhanov de Física de Semiconductores Rusia.
Por debajo de cierta temperatura, la resistividad de un material puede desaparecer y, por lo tanto, emergen propiedades superconductoras. Estas generalmente son temperaturas extremadamente bajas, entre -200 ° C y -272 ° C, donde los electrones comúnmente no unidos cambian repentinamente su comportamiento y se emparejan, formando pares de Cooper. Esta transición se manifiesta con supercorrientes, que pueden circular en el material para siempre sin pérdidas.
Sin embargo, las propiedades superconductoras pueden aparecer ligeramente por encima de la temperatura crítica. En este llamado régimen fluctuante, los pares de Cooper comienzan a aparecer y desaparecer, alterando drásticamente la conductividad eléctrica y otras propiedades del superconductor. Hace más de cincuenta años, Aslamazov yLarkin desarrolló una teoría que dice que la conductividad de los superconductores fluctuantes está mediada por electrones no unidos y pares de Cooper. Sin embargo, la superconductividad fluctuante es un tema de investigación tan desafiante que continúa siendo investigado. En este nuevo estudio, los investigadores sugieren una forma desupervisar estos fenómenos de transporte de electrones con espectroscopía óptica, una plataforma óptica disponible experimentalmente.
"Si bien los métodos magnéticos y basados en resistividad para monitorear superconductores están bien establecidos, es muy difícil" casar "la luz y la superconductividad", explica Savenko. "Este es un campo de investigación en el que podemos esperar nuevos descubrimientos en la ciencia fundamentaly aplicaciones innovadoras "
La superconductividad y la luz son dos fenómenos aparentemente no relacionados. Por lo general, los superconductores no son muy sensibles a la luz externa: solo pueden interactuar débilmente con ella, y más bien sirven como espejos. Este estudio, en cambio, muestra esa luz a frecuencias de terahercios THz, que se encuentran entre los dominios de radio e infrarrojo, podrían usarse para explorar ópticamente las propiedades de los superconductores.
Los investigadores modelaron las respuestas ópticas y eléctricas de una capa semiconductora fluctuante 2D expuesta a ondas THz. Al acercarse a la temperatura crítica, los pares de Cooper emergentes causan cambios significativos en la conductividad eléctrica y la absorción de luz por el sistema. Los electrones no unidos actúan como mediadores,interactuando con los pares de Cooper y la luz.
"El diseño que desarrollamos es muy simple. Por lo tanto, creemos que nuestro descubrimiento puede ser aplicable a múltiples casos", dice Savenko. "Esperamos que el experimento correspondiente se realice en un futuro próximo. Debería mostrar la modificaciónde la corriente eléctrica, o la alteración del espectro de luz reflejada o transmitida, dependiendo de la densidad de los pares de Cooper ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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