{{{sourceTextContent.title}}}

Les faisceaux des atomes en aluminium en métal deviennent supraconducteurs étonnant à températures élevées

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Un supraconducteur qui fonctionne à la température ambiante était longue pensée impossible, mais scientifiques à USC a pu avoir découvert une famille des matériaux qui pourraient lui faire la réalité.

{{{sourceTextContent.description}}}

Une équipe a mené par Vitaly Kresin, professeur de la physique à USC, a trouvé cet aluminium ? superatoms ? ? faisceaux homogènes des atomes ? semblez former des paires de tonnelier d'électrons (un des éléments clé de la superconductivité) aux températures environ 100 Kelvin.

Bien que 100 Kelvin soient toujours assez frais ? cela ? s environ -280 degrés Fahrenheit ? c'est une énorme augmentation comparée au métal en aluminium en bloc, qui tourne supraconducteur seulement près de 1 Kelvin (- 457 degrés de Fahrenheit).

? Ceci peut être la découverte d'une nouvelle famille des supraconducteurs, et soulève la possibilité que d'autres types de superatoms seront capables de la superconductivité encore aux températures plus chaudes ? Kresin dit, auteur correspondant d'un papier sur trouver cela a été édité par Nano Letters le 28 janvier. L'étudiant de troisième cycle Avik Halder d'USC et l'ancien chercheur post-doctoral Anthony Liang d'USC sont des co-auteurs.

? ? Le futur de la transmission de l'électronique et d'énergie ? ?

La superconductivité est la capacité de transmettre l'électricité sans n'importe quelle résistance, signifiant qu'aucune énergie n'est perdue dans la transmission.

Au delà des applications spécifiques que des supraconducteurs sont déjà utilisés pour ? Machines de MRI, électro-aimants puissants qui font de la lévitation des trains de maglev, des accélérateurs de particules et des sondes ultra-sensibles de champ magnétique, pour appeler uns ? un supraconducteur de température ambiante permettrait à des ingénieurs de rendre tous les appareils électroniques ultra-efficaces.

? ? Paires de tonnelier : associés de danse d'électron

D'abord prévu en 1956 par le tonnelier de Leon, les paires de tonnelier sont deux électrons qui attirent un un autre en quelques matériaux dans certaines conditions, telles que de basses températures extrêmes.

? Imaginez-vous pour avoir une salle de bal complètement des danseurs appareillés-vers le haut, seulement les associés sont dispersés aléatoirement dans toute la salle. Votre associé pourrait être terminé par la cuvette de poinçon, alors que vous ? Re au centre de la piste de danse. Mais vos mouvements sont faits l'en tandem ? vous êtes dans l'étape entre eux ? Kresin a indiqué. ? Imaginez maintenant que chacun change des associés de danse tous les quelques moments. C'est une analogie utilisée généralement pour la façon dont tonnelier appareillant des travaux. ?

Quand les électrons traversent un matériel, ils se cognent dans les diverses imperfections qui les frappent outre du cours. Cela ? s la résistance qui cause la déperdition d'énergie sous forme de chaleur.

Si les électrons sont joints vers le haut dans des paires de tonnelier, cependant, que le raccordement est juste assez fort pour les garder sur le cours indépendamment dans de ce qu'elles se cognent. Les paires de tonnelier sont ce qui font le travail de superconductivité.

Superconductivité dans Superatoms

Superatoms se comportent réellement par certains côtés comme un atome géant. Les électrons entrent à l'intérieur de eux dans une structure de coquille prévisible, comme si dans un atome simple ? nuage d'électron de s.

Les coquilles d'électron sont le résultat d'un effet de quantum ? une propriété physique décrite par les lois spéciales de la mécanique quantique. Les coquilles sont les orbites de la taille croissante auxquelles des électrons peuvent être trouvés autour d'un atome. Elles se produisent d'une mode prévisible : Deux électrons passent comme un éclair autour du noyau dans l'orbite la plus étroite, huit dans la prochaine orbite la plus élevée, 18 dans le tiers et ainsi de suite.

Le fait que les superatoms ne sont pas simplement les particules pleines mais possèdent également un ensemble géant de coquilles d'électron faites suspect de scientifiques qu'ils pourraient également montrer un autre effet de quantum : Appareillement de tonnelier.

Pour évaluer cette hypothèse, Kresin et ses superatoms en aluminium soigneusement établis d'équipe des tailles spécifiques (de 32 à 95 atomes grands) et zapped alors les avec un laser aux diverses températures. Ils ont enregistré combien d'électrons ils pouvaient frapper au loin du superatom car ils ont composé vers le haut de la force du laser.

La parcelle de terrain suivante sur un graphique devrait avoir été une courbe ascendante simple ? à mesure que l'énergie du laser augmente, plus d'électrons devraient être frappés au loin d'une façon sans à-coup proportionnelle.

Pour des superatoms contenant 37, 44, 66 et 68 atomes en aluminium, le graphique ont à la place montré les bombements impairs indiquant qu'à certaines forces, les électrons résistaient au laser ? effort de s de les frapper à partir du groupe ? probablement parce que l'appareillement de tonnelier aidait les électrons pour s'accrocher entre eux.

Le bombement apparaît pendant que la température diminue ? avec le seuil pour son aspect l'occurrence quelque part environ 100 Kelvin, démontrant que les électrons formaient le tonnelier appareille.

Le futur des supraconducteurs ? ?

Superatoms qui forment des paires de tonnelier représentent une frontière entièrement nouvelle dans le domaine de la superconductivité. Les scientifiques peuvent explorer la superconductivité de diverses tailles des superatoms et de divers éléments pour les faire.

? Cent Kelvin ne pourraient pas être la barrière de la supérieur-température ? Kresin a indiqué. ? Ce pourrait juste être le commencement. ?

Kresin envisage un futur l'où des circuits électroniques pourraient être établis en plaçant des superatoms dans une chaîne le long d'un substrat matériel, permettant à l'électricité de couler sans encombre le long de la chaîne.