Физики впервые смогли увидеть квантовый процесс в сверхпроводнике, который искали 30 лет
Ученые напрямую визуализировали квантовые структуры, которые лежат в основе высокотемпературной сверхпроводимости. Эксперимент восполнил давний пробел между поведением одиночных частиц и возникновением сверхпроводящего тока, показав, как изолированные электронные «дырки» внутри кристалла объединяются в квазиодномерные молекулы.
Сверхпроводники — это материалы, способные пропускать электричество без сопротивления и потерь энергии. Обычные сверхпроводники работают только при температурах, близких к абсолютному нулю. Однако существуют материалы, например купраты (соединения на основе оксида меди), которые становятся сверхпроводниками при гораздо более высоких температурах. Создание единой теории этого явления остается одной из нерешенных задач физики твердого тела.
Ученые десятилетиями пытались понять, как именно купрат перестает быть изолятором и начинает проводить ток. Этот процесс запускается при добавлении в структуру материала «дырок» — пустых мест, где отсутствует электрон. Еще в конце 1980-х годов теоретики предсказали, что такая дырка должна образовывать прочную квантовую связь с соседним атомом меди. Эту структуру назвали синглетом Чжана — Райса, и она оставалась исключительно математическим конструктом.
Команда китайских физиков решила изучить именно этот переходный процесс. Результаты своей работы они опубликовали в журнале Nature Physics.
Ученые выбрали для исследования кристалл на основе меди, кальция, кислорода и хлора (CCOC). Этот материал имеет очень простую и чистую структуру поверхности, идеально подходящую для сканирующей туннельной микроскопии.
Исследователи шаг за шагом заменяли атомы кальция на атомы натрия, тем самым внедряя в кристалл дырки. На каждом этапе сканировали поверхность с атомарным разрешением при температурах от –268 до –196 °С.
Измерения показали, что изолированная дырка действительно формирует четырехлопастную структуру в форме клевера — тот самый синглет Чжана — Райса. Авторы научной работы впервые получили экспериментальное подтверждение этой теоретической модели в реальном пространстве.
По мере роста концентрации натрия ученые обнаружили новый эффект. Синглеты не просто скапливались в кристалле, а начинали спонтанно объединяться, формируя протяженные структуры. Физики назвали их «электронными молекулами».
В микроскоп эти молекулы выглядели как четкие полосы и лесенки. Дальнейшее добавление дырок приводило к тому, что полосы плотно упаковывались в узор, напоминающий шахматную доску. Именно в этот момент в материале возникали условия для сверхпроводимости.
Авторы исследования подчеркнули, что их модель «электронных молекул» хорошо описывает локальную картину. Но для создания полной теории высокотемпературной сверхпроводимости потребуются дальнейшие проверки с помощью других спектроскопических методов.
В итоге ученые запечатлели недостающее звено в физике купратов. Они показали, как добавленные заряды самоорганизуются в сложные молекулярные структуры, которые становятся каркасом для сверхпроводимости. В будущем это поможет физикам понять квантовый механизм явления и синтезировать материалы, проводящие ток при еще более высоких температурах.
Telegram 
Дзен 
VK Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Молодая женщина, возвращения которой из мертвых местное общество, по-видимому, сильно опасалось, имела скандинавские корни и поэтому могла считаться чужестранкой, предположили авторы нового исследования. Ученые также смогли установить много других интересных подробностей о жизни и смерти девушки.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии