Laserlys tvinger jernforbindelsen til at lede strøm uden modstand

For første gang brugte forskere med succes laserpulser til at excitere en jernbaseret forbindelse til en superledende tilstand. Det betyder, at den ledte elektricitet uden modstand. Jernforbindelsen er en kendt superleder ved ultralave temperaturer, men denne metode muliggør supraledelse ved højere temperaturer. Det håbes, at denne form for forskning i høj grad kan forbedre energieffektiviteten i elektrisk udstyr og elektroniske enheder.

"Kort sagt, vi demonstrerede, at under de rigtige betingelser, lys kan fremkalde en tilstand af superledning i en jernforbindelse. Så den har ingen modstand mod en elektrisk strøm, "forklarede projektforsker Takeshi Suzuki fra Institute for Solid State Physics ved University of Tokyo." Tidligere kan det endda have været kaldt alkymi, men i virkeligheden forstår vi de fysiske processer, der øjeblikkeligt ændrede et normalt metal til en superleder. Det er spændende tider for fysikken. "

Superledning er et varmt emne inden for solid state fysik, eller rettere en meget, meget kold en. Som Suzuki forklarede, superledning er når et materiale, ofte en elektrisk leder, bærer en elektrisk strøm, men øger ikke kredsløbets modstand. Hvis dette kan realiseres, det ville betyde, at enheder og infrastruktur baseret på sådanne principper kunne være ekstremt energieffektive. Med andre ord, det kan en dag spare dig penge på din elregning - forestil dig det.

Imidlertid, på nuværende tidspunkt er der en forståelse af, hvorfor du ikke allerede ser superlederbaserede fjernsyn og støvsugere i butikkerne. Materialer som jernselenid (FeSe) undersøgte forskerne kun superledning, når de er langt under vandets frysepunkt. Faktisk, ved omgivende tryk FeSe normalt superledere på omkring 10 grader over absolut nul, eller omkring minus 263 grader Celsius, næppe varmere end kulden, mørke rumdybder.

Der er en måde at lokke FeSe til superledning ved lidt mindre forbudte temperaturer på op til omkring minus 223 grader Celsius, men dette kræver et enormt pres på prøven, omkring seks gigapascal eller 59, 000 gange standardatmosfære på havets overflade. Det ville vise sig upraktisk for implementeringen af ​​superledning i nyttige enheder. Dette er en udfordring for fysikere, omend en, der tjener til at motivere dem, da de stræber efter en dag at være den første til at præsentere en rumleder-superleder for verden.

"Hvert materiale i vores dagligdag har sin egen karakter. Skum er blødt, gummi er fleksibelt, glas er gennemsigtigt, og en superleder har et unikt træk, at strøm kan flyde jævnt uden modstand. Dette er en karakter, vi alle gerne vil møde, "sagde kandidatstuderende Mari Watanabe, også fra Institute for Solid State Physics. "Med en høj energi, ultrahurtig laser, vi har med succes observeret et fremtrædende foto-ophidset fænomen-superledning-ved den varmere temperatur på minus 258 grader Celsius, som normalt ville kræve højt pres eller andre upraktiske kompromiser. "

Denne forskning er den seneste i en lang række trin fra opdagelsen af ​​superledning til den længe ventede dag, hvor en superleder ved stuetemperatur kan blive mulig. Og som med mange nye studieretninger inden for fysik, der kan være ansøgninger, der endnu ikke er overvejet. En mulig brug af denne idé om foto-excitation er at opnå højhastighedsomskiftningskomponenter til beregning, som også ville producere lidt varme, dermed maksimere effektiviteten.

"Næste, vi vil søge efter gunstigere betingelser for lysinduceret superledning ved hjælp af en anden slags lys, og til sidst opnå stuetemperatur superledning, "konkluderede Suzuki." Superledning kan reducere spildvarme og energi dramatisk, hvis den kan bruges i dagligdagen ved stuetemperatur. Vi er ivrige efter at studere superledning for at løse energiproblemet, som er et af de mest alvorlige problemer i verden lige nu. "