Gebyrsvingninger:En ny ejendom i superledere

Superledelse gør det muligt for os at forhindre tab, når vi transporterer energi fra kraftværker til vores hjem. Imidlertid, at gøre dette, linjerne skal afkøles til temperaturer, der er så lave, at det i øjeblikket er uøkonomisk at anvende superledere i stor skala. Derfor, i laboratorier over hele verden leder forskere efter nye superledende materialer, der fungerer ved mindre uoverkommelige temperaturer.

Stort håb hviler på såkaldte cuprates, kobber- og iltbaserede forbindelser, også kaldet højtemperatur-superledere, hvor det videnskabelige samfund fokuserer sin indsats. Et eksperiment udført på ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), den europæiske kilde til synkrotrongenereret lys, i Grenoble, koordineret af Institut for Fysik ved Politecnico di Milano, med forskere fra Spin Institute fra National Research Council, Sapienza Università di Roma og Chalmers University of Technology i Göteborg, har afsløret en ny egenskab ved disse materialer:tilstedeværelsen af ​​en række ladningstæthedsbølger kaldet dynamiske ladningstæthedsudsving.

Undersøgelsen er blevet offentliggjort i Videnskab . Disse udsving ser ikke ud til at forstyrre superledningen; i stedet, de påvirker elektrisk modstand i den såkaldte 'normale' tilstand, dvs. ved temperaturer over den superledende kritiske temperatur. At vide om tilstedeværelsen af ​​disse ladningssvingninger løser ikke det centrale mysterium, det med superledning. Det gør os imidlertid i stand til at forklare en anden mærkelig opførsel hos cuprates - det faktum, at de har en anden elektrisk modstand end konventionelle metaller. Desuden kan denne nye "ingrediens" vise sig afgørende for at forklare superledning, uanset hvordan denne hypotese verificeres i fremtiden.

I 2012 blev det opdaget, at i mange tilfælde, superledningsevne af cuprates modvirkes af bølger af lastdensitet, som delvis hindrer transmission uden modstand fra elektroner i cupraterne, uden at stoppe det helt. Forøgelse af vores viden om disse specielle materialer er afgørende for at kunne producere superledere, der fungerer ved omgivelsestemperatur eller deromkring, som nu er en kritisk teknologisk og videnskabelig udfordring.

Forsøget, der gjorde denne observation mulig, blev udført på ESRF European Synchrotron Radiation Facility ved hjælp af RIXS -teknologi, som analyserer de foretrukne røntgendiffusionsretninger for det undersøgte materiale.