Superledere med tidsånd – når materialer skelner mellem fortid og fremtid

Fysikere ved TU Dresden har opdaget spontane statiske magnetfelter med brudt tids-reverseringssymmetri i en klasse af jernbaserede superledere. Denne ekstraordinære egenskab kræver nye teoretiske modeller og kan blive vigtig i kvanteberegning. Forskningsresultaterne er for nylig blevet offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Naturfysik .

Hvad der skete i går, og hvad der vil ske i morgen, er som regel to forskellige og ret uafhængige sager. Menneskelivets fortid og fremtid er ikke symmetriske og derfor ikke reversible. I fysikken, dette er anderledes. Naturens grundlæggende kræfter i elementarpartikler, atomer og molekyler er symmetriske med hensyn til deres udvikling i tid:Fremad eller tilbage gør ingen forskel, videnskabsmænd kalder dette en tidsvendende symmetri.

I årtier blev denne symmetri også fundet i alle superledere. Superledere er materialer, der kan lede elektrisk strøm ved lave temperaturer uden energitab. En af deres vigtigste applikationer er effektiv generering af stærke magnetiske felter, for eksempel ved magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) diagnose. Cirka 99% af alle kendte superledende materialer er symmetriske for tidsomvendelse.

Imidlertid, i nogle år, fysikere har opdaget nye superledere, som bremser tids-vendende symmetri. For at forklare disse observationer, den grundlæggende mekanisme for superledning, som har været kendt i mere end 75 år, skulle ændres betydeligt. Kun disse nye superledere er i stand til spontant at generere konstante interne magnetfelter. Dette kan føre til nye applikationer, for eksempel i kvantecomputere.

Et internationalt forskerhold ledet af Dr. Vadim Grinenko og Prof. Hans-Henning Klauss fra Institute of Solid State and Materials Physics ved TU Dresden opdagede denne nye magnetiske tilstand med brudt tids-reverseringssymmetri i jernbaserede superledere. Syntesen af ​​denne alsidige klasse af intermetalliske forbindelser er forholdsvis enkel. Derfor, disse jernbaserede superledere har et enormt potentiale for applikationer.

"I vores undersøgelse, vi viser, at de jernbaserede superledere, der blev opdaget for mere end tolv år siden, fortsat afslører nye quests for grundforskning samt chancer for nye applikationer, " fastslår prof. Hans-Henning Klauss.