Nezvyklý 3/2 spin v supravodiči by mohl přinést nové možnosti u exotických materiálů

12. 04. 2018
Supravodivost Kvantová fyzika

Vodivost materiálu je způsobena pohybem elektronů mezi atomy. Supravodivost potom zcela hladkým pohybem elektronů, které do atomů nijak nenarážejí, vzniká tak vodivost bez jakéhokoliv odporu. Většinou při supravodivosti elektrony nesou spin 1/2, výzkumníci z University of Maryland však nyní experimentují s materiálem YPtBi, ve kterém mají elektrony spin 3/2. Podobné chování se v pevných materiálech dříve nepředpokládalo a mohlo by přinést zatím netušené možnosti v oblasti supravodivosti.



Materiál označovaný jako YPtBi je polokov, který se stává supravodivým při teplotách pod 0,77 °K. Na rozdíl od ostatních materiálů, které mají podobné chování, však YPtBi nemá tolik volných elektronů, aby mohlo k supravodivosti dojít. Na rozdíl od ostatních materiálů také dochází k neúplnému vytlačení magnetických polí z materiálu a jejich rozdílnému chování při postupném zahřívání.

Při běžné supravodivosti dochází k párování 1/2 elektronů do tzv. Cooperových párů, ty se potom mohou samostatně, nebo v trojicích pohybovat supravodivým materiálem. V materiálu YPtBi však dochází ke zvláštnímu chování, kdy jsou pozorovány tzv. Blochovy elektrony, které dokáží tvořit skupiny po pěti nebo sedmi párech 3/2 elektronů.

Nový materiál a netradiční druh supravodivosti otevírají dveře nové větvi výzkumu. Kolem supravodivých materiálů s 3/2 spinem však zatím zůstává spousta nezodpovězených otázek, včetně toho, jak vzniká vysokospinové párování elektronů.
Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Více informací k tématu
Chcete vědět o dalším článku?

Následujte nás na sociálních sítích.

Další zprávy z kategorie Supravodivost

Nový supravodivý magnet dosáhl rekordní indukci magnetického pole 32 T

20. 12. 2017

8. prosince se vědcům na Florida State University podařilo dosáhnout s novým supravodivým magnetem rekordní síly magnetického pole - 32 T. Byl tak překročen dosavadní rekord magnetického pole generovaného tímto způsobem o 33 %. Takové síly magnetického pole lze dosáhnout pouze v laboratorních podmínkách, v přírodě se vyskytují i silnější magnetická pole, jsou však generována masivními objekty jako jsou třeba bílé trpaslíky nebo magnetary.

celý článek

Vědcům se podařilo prokázat nové skupenství hmoty - excitonium

10. 12. 2017

Vědcům se podařilo prokázat nové skupenství hmoty - excitoniumSkupenství hmoty excitonium bylo teoreticky předpovězeno už v 70. letech a jeho existence byla pozorována nepřímými důkazy, jde o tzv. Boseho-Einsteinův kondenzát tvořený excitony. Týmu vědců pod vedením profesora Petera Abbamonteho se nyní podařilo přijít s novými důkazy, které existenci excitonia jasně prokazují. Pomohla jim k tomu nová technika nazývaná M-EELS (Momentum-resolved Electron Energy-Loss Spectroscopy), kterou si sami vyvinuli pro měření nízkoenergetických bosonů. Výsledky výzkumu byly publikovány ve vědeckém magazínu Science v prosinci.

celý článek

Vědcům se podařilo získat důkaz o existenci nového stavu supravodivosti

05. 11. 2014

Vědcům se podařilo získat důkaz o existenci nového stavu supravodivostiSupravodivé materiály dokážou vést elektrický proud bez sebemenšího odporu. Doposud ale k navození tohoto stavu potřebovali vědci žádné nebo jen relativně slabé magnetické pole, to totiž narušuje vazby mezi páry elektronů, které jsou nositeli supravodivosti. Týmu vědců vedenému Vesnou Mitrovicovou se však podařilo identifikovat nový stav, kdy k supravodivosti dochází i za přítomnosti silného magnetického pole, výsledky experimentů byly publikovány ve vědeckém magazínu Nature Physics.

celý článek

Neutronová hvězda Cassiopeia A chladne a ve svém nitru vytváří exotickou supratekutou hmotu

09. 02. 2012

Neutronová hvězda Cassiopeia A chladne a ve svém nitru vytváří exotickou supratekutou hmotuCassiopeia A je neutronové hvězda, která vznikla při explozi supernovy před asi 3 stoletími (při pozorování ze Země), je tedy relativně mladá a ve vzdálenosti asi 11 tisíc světelných let je prakticky za humny. Není tedy překvapením, že astronomy nesmírně zajímá a je pro ně velmi lákavým cílem. Při pozorování neutronové hvězdy vesmírnou rentgenovou observatoří Chandra zjistili, že teplota hvězdy výrazně poklesla a připisují tento fakt tvorbě exotického druhu ultrahustého materiálu, který vykazuje známky supratekutosti.

celý článek

Fyzici představili teorii vysvětlující nový typ supravodiče, supravodič 1,5

18. 11. 2011

Dlouhá léta rozdělovali fyzikové supravodivé materiály na dva typy, typ I a typ II, dokonce všechny supravodivé materiály zatím spadají do jedné nebo do druhé skupiny supravodivosti. Tým amerických a švédských vědců teď ale přichází s teorií, která popisuje třetí možný stav supravodivosti - typ 1,5, který by v sobě skloubí vlastnosti obou výše zmíněných typů supravodivosti.

celý článek

Na univerzitě v Paříži předvedli prkno, které se vznáší pomocí kvantové levitace

02. 11. 2011

Každým dnem vědci zjišťují více o zvláštním kvantovém světě a možnostech, které může lepší poznání kvantové fyziky přinést do života lidí. Skupině vědců na Universite Paris Diderot se podařilo sestrojit levitující prkno, které umožňuje pohybovat se nad supravodivým magnetem podobně jako třeba vlaky maglev na magnetických polštářích, ale přece jen trošku jiným způsobem.

celý článek

Vědci objevili materiál, který by mohl dosáhnout supravodivosti za běžných podmínek

25. 01. 2011

Vědci objevili materiál, který by mohl dosáhnout supravodivosti za běžných podmínekTým vědců z Tokia společně s odborníky z Rutgers University v USA objevili neočekávané vlastnosti u materiálu, který nazývají YBAL (odvozeno z chemického složení ß-YbAlB4). Podle obsahu studie, kterou vydal 21. ledna časopis Science, tento materiál může za určitých okolností dosáhnout supravodivého stavu za běžných podmínek. doposud k tomu bylo nutné chlazení na více než -150 °C za použití kapalného vodíku nebo helia.

celý článek