วัสดุตัวนำยิ่งยวดแบ่งออกเป็นสองประเภท: s -wave และd -wave ประเภทที่สามp- wave ได้รับการทำนายมานานแล้ว อย่างไรก็ตาม นักวิจัยในสหรัฐฯ เยอรมนี และญี่ปุ่นกล่าวว่าพวกเขาอาจค้นพบตัวนำยิ่งยวดประเภทที่สี่ที่ไม่คาดคิด: g -wave ผลลัพธ์ที่ได้จากการวัดค่าอัลตราซาวนด์สเปกโตรสโคปีแบบเรโซแนนซ์ที่มีความแม่นยำสูงบนสตรอนเทียม รูเทเนต
อาจทำให้เห็นกลไกการจับคู่ของคูเปอร์
ในสิ่งที่เรียกว่าตัวนำยิ่งยวดแหกคอก ในตัวนำยิ่งยวดทั่วไป อิเล็กตรอนจะรวมตัวกันเป็นคู่คูเปอร์ แล้วเคลื่อนที่ผ่านวัสดุที่ไม่มีความต้านทานใดๆ ในขณะที่วัสดุตัวนำยิ่งยวดที่รู้จักทั้งหมดจะต้องถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำมาก (หรือวางไว้ภายใต้แรงกดดันสุดขั้ว ) ก่อนที่อิเล็กตรอนของพวกมันจะเริ่มทำงานในลักษณะนี้ หากกระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในอุณหภูมิที่สูงขึ้น โดยหลักการแล้วจะทำให้พลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง กริดและแผงวงจรที่ไม่ก่อให้เกิดความร้อนเหลือทิ้ง
พารามิเตอร์การสั่งซื้อตัวนำยิ่งยวดกลไกการจับคู่ของ Cooper เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและโฟนอน (การสั่นสะเทือนของโครงผลึกของวัสดุ) และส่งผลให้เกิด “พารามิเตอร์ลำดับตัวนำยิ่งยวด” ที่กล่าวกันว่ามีความสมมาตร ของคลื่น s ในตัวนำยิ่งยวดคลื่นs ซึ่งรวมถึงวัสดุเช่นตะกั่ว ดีบุก และปรอท คู่คูเปอร์ประกอบด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่มีการหมุนขึ้นและอิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่มีการหมุนลง ขณะที่อิเล็กตรอนเหล่านี้เคลื่อนที่เข้าหากัน โมเมนตัมเชิงมุมสุทธิของพวกมันจะเป็นศูนย์
ในทางตรงข้าม ตัวนำยิ่งยวดที่แหกคอก แสดงความเป็นตัวนำยิ่งยวดคลื่นd ที่นี่อิเล็กตรอนในคู่คูเปอร์มีโมเมนตัมเชิงมุมบวกในทิศทางเดียวและลบในทิศทางที่สอง ดังนั้น วัสดุเหล่านี้จึงมีโมเมนตัมเชิงมุมสุทธิเท่ากับ 2
ตัวนำยิ่งยวดประเภทที่สามที่เรียกว่าp- type
ถูกคาดการณ์ว่าจะมีอยู่ระหว่าง สถานะ sและd “singlet” เหล่านี้ ตัวนำยิ่งยวดชนิด pมีโมเมนตัมเชิงมุมหนึ่งควอนตัม และอิเล็กตรอนของพวกมันจับคู่กับขนานกันมากกว่าสปินต้านขนาน วัสดุ “spin-triplet” ดังกล่าวเป็นที่สนใจเนื่องจากสามารถนำมาใช้เพื่อสร้าง Majorana fermions ซึ่งเป็นอนุภาคที่แปลกใหม่ซึ่งเป็นปฏิปักษ์ของพวกมันเอง
การวัดความเร็วของคลื่นเสียง
เป็นเวลา 25 ปี ที่ผู้สมัครหลักสำหรับ ตัวนำยิ่งยวด p- wave คือ strontium ruthenate (Sr 2 RuO 4 ) อย่างไรก็ตาม การทดลองเมื่อเร็วๆ นี้หลายครั้งทำให้เกิดความสงสัยในสมมติฐานนี้ เพื่อทำการตรวจสอบเพิ่มเติม นักวิจัยที่นำโดยBrad Ramshawจากมหาวิทยาลัย Cornellได้ส่งคลื่นเสียงผ่านคริสตัล Sr 2 RuO 4ขณะที่พวกเขาทำให้เย็นลงผ่านอุณหภูมิตัวนำยิ่งยวดที่ 1.4 K โดยการวัดการตอบสนองของค่าคงที่ยืดหยุ่นของคริสตัลต่อคลื่นเสียง สามารถกำหนดได้ว่าความเร็วของเสียงเปลี่ยนแปลงอย่างไรตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
แม้ว่าเทคนิคอัลตราซาวนด์สเปกโตรสโคปีเรโซแนนซ์ที่มีความละเอียดสูงนี้เคยใช้มาก่อน แต่ก็ไม่เคยมีการทดลองที่อุณหภูมิต่ำเช่นนี้มาก่อน ซึ่งหมายความว่านักวิจัยต้องสร้างเครื่องมือใหม่ทั้งหมด “นี่เป็นข้อมูลอัลตราซาวนด์สเปกโตรสโคปีเรโซแนนซ์ที่มีความแม่นยำสูงสุดเท่าที่เคยมีมาในอุณหภูมิต่ำเหล่านี้” Ramshaw กล่าว
ตัวนำยิ่งยวด “สององค์ประกอบ”
ข้อมูลที่การทดลองเหล่านี้สร้างขึ้นระบุว่า Sr 2 RuO 4เป็นตัวนำยิ่งยวด “สององค์ประกอบ” ซึ่งหมายความว่าวิธีที่อิเล็กตรอนจับคู่กันนั้นไม่สามารถอธิบายได้ด้วยตัวเลขเดียว คำอธิบายต้องรวมค่าที่แสดงทิศทางการจับคู่อิเล็กตรอนด้วย พฤติกรรมนี้ไม่สอดคล้องกับความเป็น ตัวนำยิ่งยวดของคลื่น pและแน่นอนว่าการศึกษาก่อนหน้านี้โดยใช้สเปกโตรสโคปีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิวเคลียร์ (NMR) ได้แนะนำในทำนองเดียวกันว่า Sr 2 RuO 4ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวดp- wave
ความเป็นตัวนำยิ่งยวดทนทานถึง 15 °C ในวัสดุแรงดันสูงนักวิจัยของ Cornell ได้สำรองข้อมูลการค้นพบนี้แล้ว แต่พวกเขายังก้าวไปอีกขั้นด้วย โดยแสดงให้เห็นว่า Sr 2 RuO 4อันที่จริงแล้วเป็นอย่างอื่นโดยสิ้นเชิง: ตัวนำยิ่งยวดg -wave ซึ่งหมายความว่ามีโมเมนตัมเชิงมุมประเภทที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากวัสดุคลื่นsหรือd
“อัลตราซาวนด์เรโซแนนท์ช่วยให้คุณเข้าไปข้างในได้จริงๆ และถึงแม้ว่าคุณจะไม่สามารถระบุรายละเอียดด้วยกล้องจุลทรรศน์ทั้งหมดได้ คุณก็สามารถสร้างข้อความกว้างๆ ได้ว่าส่วนใดบ้างที่ถูกตัดออกไป” Ramshaw อธิบาย “ดังนั้น สิ่งเดียวที่การทดลองมีความสอดคล้องกันก็คือสิ่งแปลกประหลาดที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน หนึ่งในนั้นคือg -wave ซึ่งหมายถึงโมเมนตัมเชิงมุม 4
“ไม่มีใครเคยคิดว่าจะมีตัวนำยิ่งยวดg -wave”
การสร้างทฤษฎีที่ดีขึ้นในขั้นตอนต่อไป นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาวางแผนที่จะดำเนินการค้นหาตัวนำยิ่งยวดp- wave ในวัสดุอื่นๆ ที่เป็นตัวเลือกต่อไป อย่างไรก็ตาม พวกเขาจะยังคงศึกษา Sr 2 RuO 4ต่อไป “วัสดุนี้ได้รับการศึกษาเป็นอย่างดีในบริบทต่างๆ มากมาย ไม่ใช่แค่สำหรับความเป็นตัวนำยิ่งยวดเท่านั้น” Ramshaw กล่าว “เราเข้าใจดีว่ามันคือโลหะชนิดใด เหตุใดจึงเป็นโลหะ ลักษณะการทำงานเมื่อคุณเปลี่ยนอุณหภูมิ มันทำงานอย่างไรเมื่อคุณเปลี่ยนสนามแม่เหล็ก ดังนั้นคุณควรจะสามารถสร้างทฤษฎีว่าทำไมมันถึงกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่นี่มากกว่าที่อื่น”
ทีมงานซึ่งรวมถึงนักวิจัยจาก Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids ในเยอรมนี ห้องปฏิบัติการ National High Magnetic Field Laboratory ที่ Florida State University และ National Institute for Materials Science ในเมือง Tsukuba ประเทศญี่ปุ่น รายงานผลงานของพวกเขาในNature Physics
Credit : chaneloutletinaus.net cheapestfitnessequipment.org cheapestlevitravardenafil.net chesterrailwaystation.org cialisdailybuycheapcialisfgrhy.com
