Los superconductores no convencionales contienen una serie de fases exóticas de la materia que se cree que desempeñan un papel, para bien o para mal, en su capacidad para conducir electricidad con una eficiencia del 100% a temperaturas mucho más altas de lo que los científicos habían creído posible, aunque todavía muy cortode las temperaturas que permitirían su amplio despliegue en líneas eléctricas perfectamente eficientes, trenes de levitación magnética, etc.
Ahora los científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía han vislumbrado la firma de una de esas fases, conocida como ondas de densidad de pares o PDW, y confirmaron que está entrelazada con otra fase conocida como franjas de ondas de densidad de carga CDW -- patrones en forma de onda de mayor y menor densidad de electrones en el material.
Observar y comprender la PDW y sus correlaciones con otras fases puede ser esencial para comprender cómo surge la superconductividad en estos materiales, lo que permite que los electrones se emparejen y viajen sin resistencia, dijo Jun-Sik Lee, científico del personal de SLAC que dirigió la investigación enfuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford SSRL del laboratorio.
Incluso la evidencia indirecta de la fase PDW entrelazada con franjas de carga, dijo, es un paso importante en el largo camino hacia la comprensión del mecanismo detrás de la superconductividad no convencional, que ha eludido a los científicos durante más de 30 años de investigación.
Lee agregó que el método que usó su equipo para hacer esta observación, que implicaba aumentar drásticamente la sensibilidad de una técnica de rayos X estándar conocida como dispersión de rayos X suave resonante RSXS para que pudiera ver las señales extremadamente débiles emitidas porEstos fenómenos tienen potencial para ver directamente tanto la firma PDW como sus correlaciones con otras fases en experimentos futuros. Eso es en lo que planean trabajar a continuación.
Los científicos describieron sus hallazgos hoy en Cartas de revisión física .
Desenredar los secretos de los superconductores
La existencia de la fase PDW en superconductores de alta temperatura se propuso hace más de una década y se ha convertido en un área de investigación emocionante, con teóricos que desarrollan modelos para explicar cómo funciona y experimentadores buscándola en una variedad de materiales.
En este estudio, los investigadores lo buscaron en un material de óxido de cobre, o cuprato, conocido como LSCFO por los elementos que contiene: lantano, estroncio, cobre, hierro y oxígeno. Se cree que alberga otras dos fases que pueden entrelazarsecon PDW: franjas de onda de densidad de carga y franjas de onda de densidad de giro.
La naturaleza y el comportamiento de las rayas de carga y giro se han explorado en una serie de estudios, pero solo hubo algunos destellos indirectos de PDW, muy parecido a identificar un animal a partir de sus huellas, y ninguno realizado con rayos Xtécnicas de dispersión. Debido a que la dispersión de rayos X revela el comportamiento de una muestra completa a la vez, se cree que es la forma más prometedora de aclarar si la PDW existe y cómo se relaciona con otras fases clave en los cupratos, dijo Lee.
Durante los últimos años, el equipo de SSRL ha trabajado para aumentar la sensibilidad de RSXS para que pudiera capturar las señales que estaban buscando.
El investigador postdoctoral Hai Huang y el ingeniero de personal de SLAC Sang-Jun Lee utilizaron la técnica mejorada en este estudio. Dispersaron rayos X de LSCFO y dentro de un detector, formando patrones que revelaron lo que estaba sucediendo dentro del material.temperatura del material hacia su rango superconductor, aparecieron franjas de giro y se entrelazaron para formar franjas de carga, y esas franjas de carga se asociaron con la aparición de fluctuaciones bidimensionales que son el sello distintivo de PDW.
Los investigadores dijeron que estos resultados no solo demuestran el valor del nuevo enfoque RSXS, sino que también respaldan la posibilidad de que el PDW esté presente no solo en este material, sino en todos los cupratos superconductores.
Un equipo de investigación dirigido por Masaki Fujita en la Universidad de Tohoku en Japón cultivó el cristal LSCFO de alta calidad utilizado en el experimento y realizó pruebas preliminares allí. La investigación fue financiada por la Oficina de Ciencias del DOE. SSRL es una Oficina deFacilidad para el usuario de la ciencia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional Acelerador DOE / SLAC . Original escrito por Glennda Chui. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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