Søk blir tilgjengelig når de første sakene publiseres.
Målinger på et elektrondopet kobberoksid knytter superledning direkte til antiferromagnetiske spinnfluktuasjoner. Resultatet løser en viktig del av gåten, men ikke mekanismen bak de høyeste overgangstemperaturene.
Superledning lar elektrisk strøm flyte uten elektrisk motstand, men de fleste superledere krever svært lave temperaturer. Kobberoksider, eller cuprater, kan beholde superledning ved langt høyere temperaturer enn konvensjonelle materialer, og mekanismen bak dette har vært et sentralt uløst problem i fysikken i flere tiår.
I konvensjonelle superledere bindes elektroner sammen gjennom vibrasjoner i krystallgitteret. For cuprater har forskere lenge mistenkt at magnetiske svingninger i elektronenes spinn kan spille en tilsvarende rolle, men en direkte kobling mellom styrken på denne vekselvirkningen og temperaturen der superledning oppstår har manglet.
En internasjonal forskergruppe ledet fra University of Bristol rapporterer nå nettopp en slik kobling i den elektrondopede cupraten lanthanum cerium copper oxide, LCCO.
Forskerne laget tynne LCCO-filmer der mengden cerium endret seg gradvis langs prøven. Dermed kunne de undersøke mange dopingnivåer i det samme materialet uten at forskjeller mellom separate prøver dominerte resultatet.
De målte elektrisk motstand og magnetoresistans i sterke magnetfelt. Analysen gjorde det mulig å skille ut hvordan elektroner ble spredt mens de beveget seg gjennom materialet.
Resultatene peker på lavenergetiske antiferromagnetiske spinnfluktuasjoner som den dominerende relevante spredningsmekanismen. Enda viktigere var at styrken på den anisotrope, temperaturlineære spredningen fulgte superledningens kritiske temperatur, Tc.
På tvers av dopingområdet falt styrken på denne spredningen med omtrent én størrelsesorden. Samtidig falt Tc fra nær 25 kelvin til null.
Det er denne korrelasjonen forskerne bruker som hovedbevis for at de samme spinnfluktuasjonene som sprer elektronene i normaltilstanden også fungerer som vekselvirkningen som binder elektronene sammen i den superledende tilstanden.
Nature Physics-studien konkluderer derfor med at lavenergetiske antiferromagnetiske spinnfluktuasjoner er den primære «limmekanismen» for superledning i elektrondopede cuprater som LCCO.
Resultatet er ikke en generell løsning på høytemperatur-superledning.
Cuprater kan gjøres superledende på to hovedmåter: ved å tilføre elektroner eller ved å skape såkalte hull, altså mangel på elektroner. Studien undersøker den elektrondopede siden. Det er derimot hulldopede cuprater som oppnår de høyeste kritiske temperaturene.
Forskerne peker på at magnetotransporten i de hulldopede materialene oppfører seg fundamentalt annerledes. Det betyr at deres høyere Tc ikke enkelt kan forklares ved bare å gjøre koblingen til de samme spinnfluktuasjonene sterkere.
Arbeidet snevrer dermed inn problemet betydelig. For elektrondopede cuprater har forskerne fått eksperimentell støtte for en konkret mekanisme og vist hvordan styrken på den følger superledningen når dopingnivået endres.
Men funnet gjør samtidig forskjellen mellom de to sidene av cupratfamilien tydeligere. Dersom hulldopede materialer trenger en ekstra ingrediens, må den identifiseres før fysikerne kan forklare hele fenomenet og forstå hvorfor enkelte cuprater tåler langt høyere temperaturer.
Det er derfor ikke snakk om en ny superleder eller et materiale som plutselig kan føre strøm tapsfritt ved romtemperatur. Fremgangen ligger i at én viktig del av mekanismen nå er knyttet langt mer direkte til eksperimentelle målinger.
FORTSETT Å UTFORSKE
Quantinuum rapporterer 99,9995 prosent logisk minnenøyaktighet på Helios-systemet. Resultatet viser kraftig feilundertrykking med en color code, men skalering til nyttig feiltolerant beregning gjenstår.
E(3)-Pose lærer de fysiske symmetriene i fosterhjernen og estimerer hodets posisjon fra raske 3D-MR-bilder. Målet er at fremtidige skannere kan justere diagnostiske bilder mens fosteret beveger seg.
Forskere har utviklet en kunstig hud med mer enn 10 000 berøringssensorer som organiserer signalene mer som det menneskelige nervesystemet. I forsøk lot systemet roboter kjenne svært små overflatestrukturer og reagere automatisk på potensielt skadelig berøring.