Учени прехвърлиха атоми в екзотично „гранично състояние“ – това обещава пробив в свръхпроводимостта
Учени от Масачузетския софтуерен институт (MIT) са трансферираха атоми в екзотично „ гранично положение “, в което те се движат свободно без търкане. Изследователският план може да изиграе значима роля в основаването на свръхпроводими материали.
Преминавайки през разнообразни субстанции, електроните срещат противодействие на разнообразни равнища. В изолаторите придвижването на електроните е малко или никакво, в полупроводниците – единствено отчасти, в проводниците – доста, а в свръхпроводниците няма никакво противодействие.
Теоретично свръхпроводящите материали могат да се употребяват за високоскоростен транспорт на данни и сила, а мощното електромагнитно поле, което генерират може да бъде потребно за левитиращ високоскоростен превоз.
Изучаването на придвижването на електроните е сложна задача, защото тези частици са извънредно дребни и се движат доста бързо. Затова в границите на проучвателен план американски учени накараха атомите, които са по-големи и по-бавни да се държат по сходен метод. Те изследвали свръхпроводимостта в „ крайни положения “ (edge states). В някои материали електроните могат да се движат свободно единствено по избрани сектори – когато на пътя им има трудности, електроните ги обикалят, вместо да отскачат. В случая с електроните такива положения траят фемтосекунди (квадрилионни елементи от секундата) и са лимитирани до дистанции от елементи от нанометъра, тъй че е доста мъчно да се вършат измервания при такива условия.
За да преодолеят този проблем, американските учени са основали уредба, в която същата физика работи на равнище атоми в области от няколко микрона за дълготрайност от няколко милисекунди.
За задачата те сложили към един милион натриеви атоми в лазерен капан при температура, близка до безспорната нула и почнали бързо да ги въртят в кръг. При такива условия клопката притегля атомите във вътрешността, а центробежната мощ ги изтласква на открито – на равнище атоми се получава някакво сходство на плосък свят, който в реалност се върти. Има и трета мощ – силата на Кориолис, която отклонява атомите, до момента в който те се движат по права линия. В резултат на това огромните частици стартират да се държат като електрони в магнитно поле.
След това учените слагат граница – пръстен от лазерна светлина към външната страна на обекта. Докосвайки този пръстен, атомите се „ залепвали “ за него, движейки се свободно по границата в една посока. По-нататък учените открили в системата няколко трудности – насочили в лазерния пръстен няколко светлинни точки, само че атомите не отскачали от трудността, а започвали да го обикалят. Това придвижване на атомите подхожда на държанието на електроните в „ гранично положение “, само че на равнище по-големи частици този развой за първи път е следен непосредствено. Изследователите ще могат да употребяват този модел за тестване на нови теории, с цел да научат повече за физиката на свръхпроводниците, като вкарват нови трудности в системата и реализират взаимоотношения, чиито последици към момента са непредсказуеми.
