Nature Comm: Странное поведение купратов — шаг к более устойчивым сверхпроводникам

Это открытие, ставшее значительным шагом вперед в исследованиях сверхпроводимости, может проложить путь к созданию устойчивых технологий и способствовать более экологичному будущему.

Исследование, только что опубликованное в журнале Nature Communications учеными из Миланского политехнического института, Технологического университета Чалмерса в Гетеборге и Римского университета Сапиенца, проливает свет на одну из многочисленных загадок высокотемпературных сверхпроводников на основе меди: даже при температурах выше критической они ведут себя по-особому, как «странные» металлы. Это означает, что их электрическое сопротивление изменяется с температурой иначе, чем у обычных металлов.

Исследование намекает на существование квантовой критической точки, связанной с фазой, названной «странным металлом».

Квантовая критическая точка определяет конкретные условия, при которых материал претерпевает внезапное изменение своих свойств, обусловленное исключительно квантовыми эффектами. Как лед тает и становится жидким при нуле градусов Цельсия из-за микроскопических температурных эффектов, так и купрат превращается в «странный» металл из-за квантовых флуктуаций заряда, — прокомментировал Риккардо Арпайя, научный сотрудник кафедры микротехнологий и нанонауки Чалмерса и ведущий автор исследования.

Исследование основано на экспериментах по рассеянию рентгеновских лучей, проведенных на европейском синхротроне ESRF и на британском синхротроне DLS. Они показали существование флуктуаций плотности заряда, влияющих на электрическое сопротивление купратов таким образом, что делают их «странными». Систематическое измерение того, как изменяется энергия этих флуктуаций, позволило определить значение плотности носителей заряда, при котором эта энергия минимальна: квантовую критическую точку.

Это результат более чем пятилетней работы. Мы использовали методику под названием RIXS, в значительной степени разработанную нами в Миланском политехническом институте. Благодаря многочисленным измерительным кампаниям и новым методам анализа данных мы смогли доказать существование квантовой критической точки.

Лучшее понимание купратов поможет разработать еще более совершенные материалы с более высокими критическими температурами, а значит, их будет легче использовать в технологиях завтрашнего дня, — добавляет Джакомо Гирингелли, профессор физического факультета Миланского политехнического института и координатор исследования.

Серджио Капрара вместе со своими коллегами с физического факультета Римского университета Сапиенца разработал теорию, которая отводит флуктуациям заряда ключевую роль в купратах. Он заявил:

Это открытие представляет собой важное достижение в понимании не только аномальных свойств металлического состояния купратов, но и все еще неясных механизмов, лежащих в основе высокотемпературной сверхпроводимости.

11.12.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность

3D-печать меняет правила игры: она дает б...

Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом

Физики научились управлять светом в кроше...

Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего
Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего

От зон стихийных бедствий до экстрем...

Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий

Ученые из Томского политехнического униве...

100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр

В Уфимском федеральном исследовательском центр...

От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP

В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —...

CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее

Передовая роботизированная система CARMA II ус...

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов

Катайский насосный завод, который находится в&...

Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»

Исследователи из Томского политехническог...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию