¿Resistencia eléctrica cero a temperatura ambiente? Un material con esta propiedad, es decir, un superconductor a temperatura ambiente, podría revolucionar la distribución de potencia. Pero hasta ahora, el origen de la superconductividad a alta temperatura solo se comprende de manera incompleta. Científicos de la Universidad de Hamburgo y el Cluster deLa excelencia "CUI: Imágenes avanzadas de la materia" ha logrado observar una fuerte evidencia de superfluidez en un sistema de modelo central, una nube de gas bidimensional por primera vez. Los científicos informan sobre sus experimentos en la revista ciencia que permiten investigar cuestiones clave de la superconductividad a alta temperatura en un sistema modelo muy bien controlado.
Hay cosas que no se supone que sucedan. Por ejemplo, el agua no puede fluir de un vaso a otro a través de la pared de vidrio. Sorprendentemente, la mecánica cuántica lo permite, siempre que la barrera entre los dos líquidos sea lo suficientemente delgada. Debido aefecto de túnel mecánico cuántico, las partículas pueden penetrar la barrera, incluso si la barrera es más alta que el nivel de los líquidos. Aún más notable, esta corriente puede incluso fluir cuando el nivel en ambos lados es el mismo o la corriente debe fluir ligeramente cuesta arriba.Para esto, sin embargo, los fluidos en ambos lados deben ser superfluidos, es decir, deben poder fluir alrededor de los obstáculos sin fricción.
Este sorprendente fenómeno fue predicho por Brian Josephson durante su tesis doctoral, y es de una importancia tan fundamental que recibió el Premio Nobel por ello. La corriente es impulsada solo por la naturaleza ondulatoria de los superfluidos y puede, entre otras cosas, asegúrese de que el superfluido comience a oscilar de un lado a otro entre los dos lados, un fenómeno conocido como oscilaciones de Josephson.
El efecto Josephson se observó por primera vez en 1962 entre dos superconductores. En el experimento, en analogía directa con el flujo de agua sin diferencia de nivel, una corriente eléctrica podría fluir a través de un contacto de túnel sin un voltaje aplicado. Con este descubrimiento, unSe han proporcionado pruebas impresionantes de que la naturaleza ondulatoria de la materia en los superconductores se puede observar incluso a nivel macroscópico.
Ahora, por primera vez, los científicos del grupo del Prof. Henning Moritz han logrado observar las oscilaciones de Josephson en un gas Fermi bidimensional 2D. Estos gases Fermi consisten en un "aliento de nada", es decir, una nube de gasde solo unos pocos miles de átomos. Si se enfrían a una millonésima parte de un grado por encima del cero absoluto, se vuelven superfluidos. Ahora se pueden usar para estudiar superfluidos en los que las partículas interactúan fuertemente entre sí y viven en solo dos dimensiones:- una combinación que parece ser central para la superconductividad a alta temperatura, pero que todavía se comprende de manera incompleta.
"Nos sorprendió la claridad con la que las oscilaciones de Josephson eran visibles en nuestro experimento. Esta es una clara evidencia de la coherencia de fase en nuestro gas Fermi 2D ultrafría", dice el primer autor Niclas Luick. "El alto grado de control que tenemos sobre nuestro sistematambién nos ha permitido medir la corriente crítica por encima de la cual se rompe la superfluidez "
"Este avance abre muchas nuevas oportunidades para que podamos obtener información sobre la naturaleza de los superfluidos 2D fuertemente correlacionados", dice el profesor Moritz, "son de gran importancia en la física moderna, pero muy difíciles de simular teóricamente. Estamos encantadospara contribuir a una mejor comprensión de estos sistemas cuánticos con nuestro experimento "
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Materiales proporcionado por Universidad de Hamburgo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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