Физическая теория сверхпроводимости поставлена под сомнение

20.11.2019

Ученые Стэнфордского университета обнаружили в сверхпроводящих металлах феномен, который пока еще не имеет объяснения. Он ставит под сомнение текущую физическую теорию сверхпроводимости и для своего описания требует квантовые компьютеры.

Исследователи изучили переходную фазу в сверхпроводнике Bi-2212 (Bi2Sr2CaCu2O8+x), используя метод фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES). Интенсивный ультрафиолетовый свет выбивает электроны из образца, а по энергии и скорости частиц определяется поведение электронов в металле.

Сверхпроводимость вызвана электронами, которые ниже определенной критической температуры образуют куперовские пары и могут беспрепятственно проходить через кристалл. Выше этой границы в высокотемпературных сверхпроводниках возникает "странная" фаза, при которой электроны ведут себя не как независимые частицы, как в обычных металлах, а словно собираются в коллективы.

Кроме температуры на фазовый переход влияет степень легирования, то есть наличия в металле примесей. При относительно высокой температуре переход между нормальным и "странным" металлом происходит при доле примесей 19-20 процентов. Исследователи показали, что при этом распределение энергии электронов скачкообразным образом меняется. Если температуру понизить до сверхпроводящей фазы, то скачок сглаживается, и свойства начинают меняться постепенно.

Согласно физическому принципу, называемому квантовым фазовым переходом, этого не должно происходить: скачкообразный характер должен происходить и при низких температурах. По мнению ученых, феномен может объясняться квантовой запутанностью, и поведение частиц можно удовлетворительно описать лишь с помощью квантового компьютера.

Сверхпроводниками называют материалы, которые проводят электричество с нулевым сопротивлением. Это явление впервые обнаружилось при очень низких температурах (несколько градусов выше абсолютного нуля), однако затем сверпроводимости удалось добиться при более высоких температурах (92 кельвина).

<< Назад: Гренландский ледник исчезает 20.11.2019

>> Вперед: Роботы LG CLOi поддержат маленьких пациентов 19.11.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Твердотельный накопитель PNY CS900 960 Гбайт 10.03.2018 Компания PNY Technologies анонсировала новый твердотельный (SSD) накопитель серии CS900, рассчитанный на использование в портативных и настольных компьютерах. Устройство хранения данных выполнено в 2,5-дюймовом форм-факторе; толщина корпуса составляет 7 мм. Для подключения применяется стандартный интерфейс Serial ATA 3.0, обеспечивающий пропускную способность до 6 Гбит/с. PNY Technologies позиционирует новинку в качестве альтернативы традиционному жесткому диску. Кроме того, накопитель хорошо подходит на роль хранилища мультимедийных данных - фотографий и видеоматериалов. Устройство выполнено с применением микрочипов флеш-памяти 3D NAND. Скорость последовательного чтения информации достигает 535 Мбайт/с, скорость последовательной записи - 515 Мбайт/с. Габариты новинки составляют 100 х 70 х 7 мм, вес - 45 граммов. Средняя заявленная наработка на отказ достигает 2 млн часов. Поддерживаются команды TRIM и средства мониторинга S.M.A.R.T. Твердотельный накопитель PNY CS900 оценен в 250 долларов США. На устройство предоставляется трехлетняя гарантия.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026