Физическое исследование измеряет электрический шум в купратах для прояснения феномена псевдощели в сверхпроводниках
“Физики прислушались к электрическому шуму, чтобы разгадать тайну сверхпроводника”
Экспертная Оценка Заголовка: Оригинальный заголовок использует журналистскую метафору («прислушались к электрическому шуму»), чтобы сделать доступным техническое измерение из квантовой физики, в то время как санированная версия формально описывает эмпирический процесс.
Международная команда физиков опубликовала в журнале Science исследование, в котором анализируются флуктуации электрического тока в купратных материалах. В исследовании используется сканирующая туннельная микроскопия для измерения дробового шума и изучения происхождения состояния псевдощели в высокотемпературных сверхпроводниках.
Почти четыре десятилетия научное сообщество дискутирует о причинах, по которым электроны, кажется, исчезают на определенных уровнях энергии в купратах до того, как они достигают сверхпроводимости — состояния, известного как псевдощель. Две главные гипотезы рассматривали варианты от замороженных паттернов электронов до предварительного формирования электронных пар (пар Купера).
Чтобы разрешить эту загадку, исследователи под руководством Милана Аллана и Ингмара Сварта измерили «дробовой шум» — крошечные флуктуации, вызванные прибытием отдельных зарядов в электрическом токе. Наблюдая за образцами кристаллов BSCCO, охлажденными почти до абсолютного нуля, они обнаружили, что увеличение шума, связанное с объединением электронов в пары, возникает точно при энергии псевдощели.
Кроме того, применение магнитных полей напряженностью до шести тесла позволило доказать, что шум уменьшается до уровней отдельных электронов при подавлении такого спаривания. Результаты показывают, что узким местом в этих материалах является не формирование электронных пар, а достижение фазовой когерентности, необходимой для их совместного перемещения.
- Исследование было опубликовано в журнале Science исследователями из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене и Утрехтского университета.
- Были проанализированы купратные кристаллы BSCCO, охлажденные до нескольких градусов выше абсолютного нуля.
- Электрический дробовой шум измерялся с помощью сканирующего туннельного микроскопа для отслеживания спаривания электронов.
- Эксперименты с магнитными полями напряженностью до шести тесла подтвердили прямую связь между измеренным шумом и электронным спариванием.
Подтверждает: Физики прислушались к электрическому шуму, чтобы разгадать тайну сверхпроводника