Overraskende lighed mellem stribede sorte huller og høj temperatur superledere

Forskere forstår ikke, hvordan nogle materialer bliver superledende ved relativt høje temperaturer. Leidens fysikere har nu fundet en overraskende forbindelse med ekstra sorte huller. Det gør det muligt for forskere at anvende kendskab til sorte huller til mysteriet ved høj temperatur superledning. Den nye undersøgelse er offentliggjort i Naturfysik .

Superledning, opdaget i Leiden i 1911, udnyttes til mange moderne applikationer, såsom MR -scannere og partikelacceleratorer. Disse er baseret på det fænomen, hvorved elektriske strømme flyder uden modstand ved temperaturer tæt på absolut nul. Desværre, kontinuerlig køling kræver masser af energi, så fysikere over hele verden leder efter en måde at lave superledende materialer, der fungerer ved højere temperaturer.

Alle relativt kendte superledere, der nu kendes, er baseret på såkaldte Mott-isolatorer. Disse dannes, når elektroner sidder fast i deres krystalgitterknude, præcis en pr. node. De bliver til superledere, efter at ekstra elektroner er injiceret. Forskere forstår ikke, hvorfor dette sker på et grundlæggende niveau. At kende dette kan muliggøre endnu højere temperatur superledere, der er billigere at holde tilstrækkeligt kølige.

Når superlederen dannes, uenigheden mellem antallet af elektroner og antallet af tilgængelige noder inden for krystalgitteret forårsager et stribet mønster, meget gerne de bevægelige Moiré-mønstre, der ses på tv, når en gammeldags computerskærm bliver filmet. Men hvorfor? Dette er et centralt spørgsmål i forståelsen af ​​Mott -isolatorer.

Fysikere leder efter svaret i en uventet retning-de antager, at de dodgy elektroner i høj-temperatur superledere opfører sig på nogle måder på samme måde som ekstra sorte huller. Leidens fysikere Alexander Krikun, Koenraad Schalm og Jan Zaanen har sammen med Tomas Andrade fra Barcelona Universitet nu fundet det samme stribede mønster i en lignende uoverensstemmelse mellem hjælpestoffer 'bølgete' sorte huller og et krystalgitter. Dette bekræfter hypotesen og betyder, at viden om sorte huller kan gælde for bedre forståelse af høj temperatur superledning.