Når krystalvibrationer indre ur driver superledning

Superledning er som et Eldorado for elektroner, som de flyder uden modstand gennem en leder. Imidlertid, det forekommer kun under en meget lav kritisk temperatur. Fysikere tror nu, at de kan forbedre superledningen - tanken er at eksternt drive dets underliggende fysiske fænomener ved at ændre, hvordan ioner vibrerer i krystalgitteret i ledermaterialet, kaldet fononer, interagere med elektron, der strømmer i materialet. Andreas Komnik fra University of Heidelberg og Michael Thorwart fra University of Hamburg, Tyskland, tilpassede den enkleste teori om superledelse til at afspejle konsekvenserne af eksternt at drive forekomsten af ​​fononer. Deres hovedresultat, udgivet i EPJ B , er en simpel formel, der forklarer, hvordan det teoretisk er muligt at hæve den kritiske temperatur ved hjælp af fononkørsel.

Forfatterne studerede fonons altafgørende autokorrelationsfunktion i superledningsevnen BCS-teorien, opkaldt efter John Bardeen, Leon Cooper og John Robert Schrieffer. Superledelse fremkaldes ved, at fononer samarbejder om at bringe elektronerne sammen i de såkaldte Cooper-par-mod deres spontane tilbøjelighed til at frastøde hinanden. I dette arbejde, forfatterne fokuserede på scenariet for et røntgenlysfelt, der raslede med fononerne. De indså, at en slags kørsel, som styrer vibrationsfrekvensen på gitterstederne, kan ændre parringen af ​​elektronerne dybt.

Imidlertid, elektroner og fononer følger ikke det samme interne ur. Det betyder, at ændringer i det, der opfattes som et normalt tempo for fononer, er elektroner ekstremt langsomme. For at fjerne denne uoverensstemmelse, forfatteren udtænkte en løsning baseret på at bringe en smart tidsgennemsnitlig procedure ind i BCS-ligningerne. Denne teoretiske tilgang, fandt forfatterne, afslører den kontrollerede forhøjelse af den kritiske temperatur. De formåede således at integrere det eksterne fonondrev i standard BCS -teorien. Fordelen er, at den kritiske temperatur kan beregnes ud fra denne enkle formel og kan, i teorien, være betydeligt forhøjet ved hjælp af køreproceduren. Overraskende nok, den kritiske temperatur var endnu højere, da yderligere forfining til ligningerne tegnede sig mellem fonon-fonon-interaktioner.