O strategie de îmbunătățire a supraconductivității dependente de lumină a K₃C₆₀

Supraconductivitatea este capacitatea unor materiale de a conduce curent electric continuu (DC) aproape fără rezistență. Această proprietate este foarte căutată și potrivită pentru diverse aplicații tehnologice, deoarece poate îmbunătăți performanța diferitelor dispozitive electronice și de putere.

În ultimii ani, fizicienii materiei condensate și oamenii de știință din materiale au încercat să identifice strategii de îmbunătățire a supraconductivității anumitor materiale. Aceasta include articolul K₃C₆₀un supraconductor organic, sa descoperit că intră într-o fază caracterizată prin rezistență zero atunci când i se aplică impulsuri de lumină în infraroșu mediu.

Cercetătorii de la Institutul Max Planck pentru Structura și Dinamica Materiei, Universitatea de Studii din Parma și Universitatea din Oxford au identificat o strategie de îmbunătățire a supraconductivității induse de lumină a lui K.₃C₆₀. Această strategie, descrisă în Fizica naturiiPână acum, rezultatele sunt foarte promițătoare, crescând fotosensibilitatea acestui material supraconductor cu două ordine de mărime.

„Explorăm de aproape un deceniu posibilitatea de a folosi lumina pentru a spori supraconductivitatea pornind de la o stare de echilibru la o temperatură centrală peste Tc”, a declarat Andrea Cavalieri, unul dintre cercetătorii care au efectuat studiul, pentru Phys.org. „Am arătat că acest lucru funcționează La unele cobraîn Sărurile transportă o anumită sarcină Și în K₃C₆₀„.

„În această lucrare, am descoperit mecanismul din spatele genei K₃C₆₀ „Superconductivitate indusă optic folosind o sursă optică specială care este mai reglabilă decât cea utilizată anterior, cu o frecvență de până la 10 Hz.”

Cavalieri și echipa sa de cercetare explorau supraconductibilitatea K₃C₆₀ De câțiva ani încoace. În experimentele lor anterioare, ei au reușit să realizeze faza supraconductoare a acestui material cu energii fotoni de excitație între 80 și 165 MeV (20–40 Hz).

În noul lor studiu, ei și-au propus să exploreze excitația în materie la energii scăzute între 24 și 80 MeV (6-20 Hz), folosind o strategie care era anterior inaccesibilă. Cercetătorii au realizat acest lucru folosind o sursă de teraherți care generează impulsuri cu lățime de bandă îngustă, combinând fascicule de semnal în infraroșu apropiat de două amplitudini parametrice optice blocate în fază diferite.

„Fizica fundamentală nu este încă clară, dar experimentul vizează vibrații moleculare selectate care sunt conduse direct într-o amplificare mare la frecvența lor de rezonanță”, a spus Cavalieri. „Vibrațiile conduse par să cupleze stările electronice și să promoveze cuplarea și coeziunea care duce la supraconductivitate. Lucrarea actuală arată că acest efect funcționează deosebit de bine la 10 teraherți, unde se găsește o vibrație moleculară specifică”.

Lucrările recente ale lui Cavalieri și colaboratorii săi aruncă o lumină nouă asupra mecanismelor potențiale care stau la baza supraconductivității foto-induse în K₃C₆₀ Și poate alți supraconductori. În plus, prezintă o strategie care ar putea ajuta la extinderea supraconductivității induse de foto pe perioade mai lungi de timp, ceea ce ar putea avea implicații interesante pentru dezvoltarea tehnologiilor cuantice bazate pe lumină.

„Am realizat o stare de supraconductivitate de lungă durată de 10 nanosecunde la temperatura camerei”, a adăugat Cavalieri. „În principiu, acest lucru ar putea fi folosit în viitoarele dispozitive cuantice alimentate de lumină. Dorim să studiem proprietățile acestei stări tranzitorii, în special proprietățile magnetice și vom încerca să comparăm proprietățile fazei fotoinduse cu proprietățile de echilibru. SC”.