Физики играют (сверхпроводимость) шар

физик

Ученые наблюдали еще одно странное явление, вызванное сверхпроводимостью, государством, в котором материалы потеряли все электрическое сопротивление. Когда они применили электрическую область к порошку сверхпроводимости, материал спонтанно собрал себя в твердые небольшие шары, начавшие участвовать в гонках назад и вперед между этими двумя электродами. Изворотливое поведение, описанное в выпуске 27 декабря Писем Physics Review, если приручено могло бы быть полезно для создания тонких пленок сверхпроводников.

Бригада, во главе с физиком Сюэсун Чжаном в южном университете Иллинойса в Карбондейле, изучала сущности, такие как порошкообразная медь в нефти, том потоке или иначе изменяет их свойства в ответ на электрическое поле. Однажды, Чжан начал плескаться с souped порошок: cuprates, составы сверхпроводимости, сделанные из меди, кислорода и множества металлических атомов.

Когда убито с электрическим полем, порошки Чжана обычно формировали или длинные цепочки, управляющие расстоянием от одного электрода до другого или отдельным зерном, курсировавшим назад и вперед от катода до анода. Но когда исследователи смешали cuprates с жидким азотом и поместили жидкий раствор между двумя электродами, cuprate зерно цеплялось друг за друга в единственном шаре. Несколько десятых частей одного миллиметра толщиной, шар катапультировал бы яростно между электродами, все же не разрушатся. «Я не верил тому, что я видел», говорит Чжан, «таким образом, я попробовал его другими [cuprate] порошками.

Они сделали ту же вещь». «Это — забавный результат», добавляет физик Принстона Филип Андерсон.Андерсон, Чжан и их коллеги предлагают, чтобы странное поведение могло произойти от специфической структуры cuprate; кристаллы выложены слоями с самолетами медных и атомов кислорода, зажатых между самолетами редких земных металлов. «Когда что-то идет сверхпроводимость, все электроны разделяют на пары в самолетах; они идут как армия», объясняет Майк Норман, материаловед из Аргонна Национальная Лаборатория в Иллинойсе. В отличие от обычного сверхпроводника, походящего на один многочисленный корпус, cuprate слои формируют много меньших полков, слабо «соединяющихся» — они чувствуют влияния друг друга — таким образом, «полк» электронов в одном самолете идет в том же направлении как полк в соседнем самолете.

Поскольку полки находятся в жестко регламентированном, электронная пара может двинуться от одного самолета до другого с минимальным разрушением.Однако в наиболее удаленном слое гранулы, электронная пара может только двинуться внутрь в опрятное множество электронных пар в близлежащем слое, не направленном наружу в хаос вакуума, говорит Андерсон.

Это создает «поверхностную энергию», что материал пытается уменьшить как можно больше путем уменьшения его верхнего слоя и максимизации суммы материала по внутренней части — который сделан наиболее эффективно путем формирования сферы. «Это объяснило бы его», Норман соглашается.Чжан говорит, что шары могут помочь очистить теории о сверхпроводимости путем предоставления ученым косвенного способа измерить силы между слоями в кристаллах сверхпроводимости; размер и стабильность шаров показали бы силу «поверхностного натяжения», скрепляющего их.

Он также отмечает, что эксплуатация этого поверхностного натяжения может привести к новому процессу для того, чтобы сделать мембраны сверхпроводимости путем «смачивания» поверхности с порошком, так же, как Вы можете сделать тонкую пленку жидкости на столе проливной водой на одном углу. Такие мембраны могут помочь произвести новые микросхемы сверхпроводимости.

4 комментария

Добавить комментарий