Квантовые исследования проливают свет на тайну высокотемпературной сверхпроводимости

Микроволновые спектры с разрешением импульса при различных температурах по всему переходу из суперфлюда.Кредит: природа (2024).Doi: 10.1038/s41586-023-06964-y

Международная команда ученых сделала новое открытие, которое может помочь разблокировать микроскопическую загадку высокотемпературной сверхпроводимости и решить проблемы с энергетикой мира.

В статье, опубликованной в природе, доцент профессора технологического университета Суинберна Хуэй Ху сотрудничал с исследователями в Университете науки и технологии Китая (USTC) в новом экспериментальном наблюдении, количественно определяющем спаривание псевдогапа в сильно привлекательном взаимодействующем облаке атомов фермионного литиума.

Это подтверждает окрашивание фермионов для многих частиц, прежде чем они достигнут критической температуры и проявит замечательную квантовую сверхфильду, вместо двух частиц

Высокотемпературные сверхпроводящие материалы сохраняют перспективу значительного повышения энергоэффективности, предоставляя более быстрые компьютеры, позволяя новые устройства хранения памяти и обеспечивая сверхчувствительные датчики.

«Квантовая сверхфильду и сверхпроводимость являются наиболее интригующим явлением квантовой физики», - говорит доцент Ху, единственный австралийский исследователь, вовлеченный в исследование.

«Несмотря на огромные усилия за последние четыре десятилетия, происхождение высокотемпературной сверхпроводимости, в частности, появление энергетического разрыва в нормальном состоянии до сверхпроводящего, остается неуловимым».

«Центральная цель нашей работы состояла в том, чтобы подражать простой модели учебника, чтобы изучить одну из двух основных интерпретаций псевдогапа-энергетический разрыв без сверхпроводящего-использование системы сверхточных атомов»,-объясняет доцент профессора Ху.

Исследование спаривания псевдогапа с ультракольтными атомами было предпринято в 2010 году, но было неудачным.В этом новом международном эксперименте использовались самые современные методы для подготовки гомогенных облаков Ферми и удаления нежелательных межтомных столкновений с ультрастабильным управлением магнитным полем на беспрецедентных уровнях.

«Эти новые технические достижения приводят к наблюдению за псевдогапом. Без необходимости вызовать какие -либо конкретные микроскопические теории в соответствии с экспериментальными данными, мы обнаружили подавление спектрального веса вблизи поверхности Ферми в нормальном состоянии».

«Это открытие, несомненно, будет иметь далеко идущие последствия для будущего исследования сильно взаимодействующих систем FRMI и может привести к потенциальным применениям в будущих квантовых технологиях».

Больше информации: Xi Li и др., Наблюдение и количественная оценка псевдогапа у унитарных газов Ферми, природа (2024).Doi: 10.1038/s41586-023-06964-y