Анонсировано наблюдение перехода Мотта в сверхпроводнике

Международная исследовательская группа, включая ученых из университета Твенте в Нидерландах и Аргоннской национальной лаборатории при Министерстве энергетики США в издании Science анонсировала сегодня наблюдение динамического перехода Мотта в сверхпроводнике.

Открытие экспериментально соединяет миры классической и квантовой механики и освещает таинственную природу перехода Мотта.

Также исследование способно пролить свет на неравновесную физику, которая плохо изучена, но управляет большинством процессов, происходящих в нашем мире.

Наконец, открытие может стать шагом к более эффективной электронике, основанной на переходе Мотта.

Примирить квантовую механику и ньютонову физику

С тех пор, как ее основы стали закладываться в первой половине 20 века, ученые пытались примирить квантовую механику с правилами классической или ньютоновой физики. В объединении двух подходов успехи кое-какие достигнуты, однако эксперименты, соединяющие эти два явления, все еще несовершенны. Физические явления классифицируются либо как квантовые, либо как классические, но не те и другие одновременно.

В сверхпроводниках обнаружена система, объединяющая обе физики. Сверхпроводники – это специфические материалы, проводящие электричество почти без сопротивления при сверхнизких температурах.

Магнитные поля проникают сквозь сверхпроводники в виде крошечных нитей под названием вихри, которые управляют электронными и магнитными свойствами материала.

Эти вихри показывают одновременно классические и квантовые свойства, благодаря чему ученые исследуют их, чтобы понять одно из наиболее таинственных явлений современной физики сжатого вещества: переход Мотта металл-изолятор.

Переход Мотта наблюдается в определенных материалах, которые согласно учебнику по квантовой механике должны быть металлами, но в действительности являются изоляторами.

Комплексное явление, управляемое взаимодействиями множества квантовых частиц, переход Мотта остается загадкой; до сих пор непонятно, к какой физике его отнести — классической или квантовой. Кроме того, ученые никогда не наблюдали переход Мотта, в котором переход от изолятора к металлу вызван прохождением электрического тока через систему; беспорядок, наследуемый от реальных систем, маскирует свойства Мотта.

90000 островков в золотом океане

Ученые построили систему, содержащую 90000 сверхпроводящих ниобиевых наноразмерных островков на поверхности золотой пленки. В этой конфигурации вихрям проще всего обосноваться в энергетических впадинах, словно яйцам в поддоне, а материал начинает вести себя как изолятор Мотта, поскольку вихри не будут перемещаться, если прикладываемый электрический ток будет слишком мал.

Однако когда ученые применили слишком мощный электрический ток, то динамический переход Мотта стал заметным, поскольку система переключилась в состояние металлического проводника. Свойства материала изменились, поскольку ток нарушил баланс.

Система вихрей ведет себя аналогично электронному переходу Мотта, который запускается температурой, отметил соавтор исследования Валерий Винокур.

«Это экспериментально осуществляет связь между квантовой и классической физикой», сказал Винокур.

«Мы можем целенаправленно вызывать переход фазы между состояниями заблокированных и двигающихся вихрей с помощью электрического тока», сказал Ганс Хильгенкамп. „Изучение этих переходов фазы в наших искусственных системах интересно само по себе, но также может помочь лучше понять суть электронных транзитов в реальных материалах“.

Система может помочь ученым понять две сложные физические категории – многотельные системы и неравновесные системы.

«Это классическая система, с которой просто экспериментировать, и которая обеспечивает доступ к весьма сложным многотельным системам», заявил Винокур.

Как показывает название, многотельные задачи вовлекают значительное число взаимодействующих частиц. С текущей теорией их очень сложно смоделировать или понять.

«Также эта система будет ключевой для построения общего понимания неравновесной физики, что стало бы главным прорывом», заключил Винокур.

12.09.2015




Высокие технологии



Новый сплав на основе вольфрама противостоит радиации без поврежденийНовый сплав на основе вольфрама противостоит ради...

Больше всего новинка востребована в среде...

Открыты свойства идеального катализатораОткрыты свойства идеального катализатора

Эффективные и недорогие химические процес...

Особое строение атома серы позволило открыть его новые свойстваОсобое строение атома серы позволило открыть его ...

Исследование позволит использовать его эл...

Роботы наступают на ритейлРоботы наступают на ритейл

Ритейлер Walmart объявил о планах оснасти...

Эксперимент NOvA представил убедительные доказательства осцилляций антинейтриноЭксперимент NOvA представил убедительные доказате...

Уже более трех лет в эксперименте NO...

Китай снова всех удивил, подарив миру особую электроникуКитай снова всех удивил, подарив миру особую элек...

Китайские учёные разработали умное покрытие, к...

6 преимуществ интеллектуального освещения6 преимуществ интеллектуального освещения

Умное освещение продолжает завоёвывать популяр...

Компания Sony возрождает собаку-роботаКомпания Sony возрождает собаку-робота

Японский гигант электроники Sony встречает нов...

Ученые создали гибрид робота и стрекозыУченые создали гибрид робота и стрекозы

Ученые уже давно пытаются создать гибрид

Открыта возможность программировать спины дырОткрыта возможность программировать спины дыр

Наномасштабные магнитные перфорированные решет...

Вы слыхали, как звучит квантовая музыка?Вы слыхали, как звучит квантовая музыка?

Квантовая механика устанавливает пределы чувст...

Разработан новый метод для анализа структуры фотонного кристаллаРазработан новый метод для анализа структуры фото...

Новая технология, разработанная учеными из&nbs...

Созданы роботы, способные двигаться на светуСозданы роботы, способные двигаться на свету

Если бы не отсутствие нужных источни...

Исследователи усовершенствовали распознавание газовИсследователи усовершенствовали распознавание газ...

Люди распознают различные запахи благодаря хим...

Ученые получили картины, написанные звукомУченые получили картины, написанные звуком

Инженеры разработали простой энергоэффективный...

Новый алгоритм повышает безопасность дроновНовый алгоритм повышает безопасность дронов

Квадрокоптеры обрели популярность среди любите

Открыта новая форма свеченияОткрыта новая форма свечения

Светящиеся в темноте наклейки, причудливы...

Shell отправит робота для работы на самых опасных месторождениях нефтиShell отправит робота для работы на самых опасных...

Как стало известно, компания Shell отправит пе...

Новое изобретение позволит чистить котельные без простоя оборудованияНовое изобретение позволит чистить котельные без ...

Трудоемкая и проблематичная очистка забит...

Кремниевые транзисторы сдают позицииКремниевые транзисторы сдают позиции

Десятилетиями исследователи пытались использов...

Высушили и обесценили: топливные элементы станут доступнееВысушили и обесценили: топливные элементы станут ...

Исследователи из университета штата Вашин...

Ученых поразили акустические свойства паутиныУченых поразили акустические свойства паутины

Новые открытия в сфере паучьего шелка мог...

Получена синтетическая кожа с памятью для роботов нового поколенияПолучена синтетическая кожа с памятью для роботов...

Роботизированные руки используются людьми уже&...

Открыт новый способ управлять электронными свойствами материалов с помощью кислородаОткрыт новый способ управлять электронными свойст...

У отельеров и материаловедов на само...

Осмий назвали потенциальным вместилищем фермионовОсмий назвали потенциальным вместилищем фермионов

В кристаллической структуре магнита вполне мож...

Открыто новое состояние молекулы водыОткрыто новое состояние молекулы воды

Нейтронное рассеяние и компьютерное модел...

Российские инновационные разработки в нефтегазовой отраслиРоссийские инновационные разработки в нефтегазово...

Несколько лет тому назад компания Уникаль...

Представлен новый метод описания искривленного светаПредставлен новый метод описания искривленного св...

Исследователи из университета Рочестера п...

Подогреет, обогреет и поддаст паркуПодогреет, обогреет и поддаст парку

Котельные установки представляют собой комплек...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston SSDNow V300 60GB (SV300S37A/60G)3190.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

Лечение сутулости – как найти эффективное решениеЛечение сутулости – как найти эффективное решение
Основные ошибки при выборе кредитной картыОсновные ошибки при выборе кредитной карты
Ходунки для пожилых людейХодунки для пожилых людей
Аллергическая проба - первый шаг к лечению аллергииАллергическая проба - первый шаг к лечению аллергии
Как выбрать агентство недвижимостиКак выбрать агентство недвижимости