室温超导体可以改变从电网粒子加速器电脑——但可以实现之前,研究人员需要更好地了解现有高温超导体工作。
现在,研究者们从能源部SLAC国家加速器实验室,不列颠哥伦比亚大学,耶鲁大学和其他人在这个方向迈进了一步,研究材料的快速动态叫钡铜氧化钇或氧。
团队5月20日报道亚博老虎机网登录氧的超导交织以意想不到的方式与另一现象称为电荷密度波(cdw),或波纹材料中电子的密度。研究人员预计,车损险走强时关闭氧超导。然而,他们惊讶地发现车损险也突然变得更多的空间组织,表明超导以某种方式从根本上形状车损险的形式在纳米尺度上。
“一个大的一部分,我们不知道是什么波浪和超导电荷密度之间的关系,“员工Giacomo Coslovich说科学家能源部SLAC国家加速器实验室,他领导了这一研究。”作为一个最干净的高温超导体可以增加,氧提供我们有机会了解这个物理以一种非常直接的方式,尽量减少障碍的影响。”
他补充说,“如果我们能够更好地理解这些材料,我们可以让新超导体,在更高的温度下工亚博网站下载作,使更多的应用和可能解决很多社会的挑战——从气候变化到能源效率获得淡水。”
观察快速动力学
研究人员研究了氧的动力学在线性的(拼箱)x射线激光。他们关掉超导与红外激光脉冲氧样本,这些样本然后反弹x射线脉冲。为每一个拍摄的x射线,团队拼凑一种快照车损险的电子涟漪。通过粘贴在一起,他们重新创建车损险快速进化。
“我们做了这些实验的拼箱,因为我们需要超短脉冲x射线,可在世界上很少有地方。我们还需要软x射线,比典型的x射线的波长长,直接检测车损险,”科学家和研究的共同作者约书亚·特纳说,他也是一个斯坦福研究所研究员原材料和能源科学。亚博网站下载亚博老虎机网登录“另外,人民在拼箱都是伟大的。”
这些拼箱实验生成的tb的数据,一个挑战进行处理。“使用许多小时的超级计算时间,拼箱beamline科学家封存我们的大量数据为一个更易于管理的形式我们的算法可以提取功能特点,“说MengXing(凯蒂)Na,不列颠哥伦比亚大学的研究生项目和合作者。
研究小组发现,电荷密度波内氧样品变得更加相关,也就是说,更多的电子波纹周期或空间——激光关闭后超导同步。
“翻倍的波数与只是一束光非常引人注目,因为光通常会产生相反的效果。我们可以使用光完全紊乱的电荷密度波如果我们逼得太紧,“Coslovich说。
来解释这些实验观察,然后研究人员建模车损险和超导地区应该如何交互给出各种各样的潜在假设氧是如何工作的。例如,他们最初的模型假设一个统一的地区的超导与光关闭时将成为统一的车损险地区——当然,不同意他们的结果。
“模型最适合我们的数据表明,超导是像一个缺陷在海浪的模式。这表明超导和电荷密度波喜欢被安排在一个非常具体的,纳米级的方式”,Coslovich解释道。“他们是交织在一起的订单的长度尺度波。”
照亮未来
Coslovich说能够关掉超导光脉冲是一个重要的进步,使观察的时间尺度小于1000000000000秒,比先前的方法与主要的优势。
“当你使用其他方法,如应用高磁场,你必须等待很长时间进行测量,所以车损险重新排列紊乱和其他现象可以发生在样例,“他说。“用光线允许我们显示这是一个内在的效果,一个真正的超导和电荷密度波之间的联系。”
研究小组正在兴奋地扩大在这关键的工作,特纳说。首先,他们想学习如何车损险时变得更有组织性超导与光关掉。他们也计划调整激光的波长或极化在未来拼箱实验,希望使用光来增强,淬火,超导状态,这样他们就可以随时关掉超导状态。
”有一个整体的兴趣想做这个快速的光脉冲在时间尺度上,因为这可能导致超导的发展,光控装置为新一代的电子和计算,”Coslovich说。“最终,这项工作也可以帮助指导人试图建立室温超导体。”
这项研究是一个拼箱的研究人员之间的合作的一部分,线性的斯坦福同步辐射光源(SSRL),哥伦比亚大学,耶鲁大学,在加拿大国家研究所de la任职,北卡州立大学、意大利Cattolica di布雷西亚和其他机构。这项工作的部分资金由美国能源部科学办公室。亚博老虎机网登录拼箱和SSRL能源部科学办公室用户设施。亚博老虎机网登录
来源:https://www6.slac.stanford.edu/