Les scientifiques ont découvert un nouveau type de supraconducteur

Un groupe scientifique d'Amérique a étudié le réseau cristallin du ruthénate de strontium (le matériau le plus prometteur pour la quantique ordinateurs) et il a été constaté que les ondes se propagent à travers le matériau d'une manière extrêmement inhabituelle, ce qui indique un type complètement nouveau de supraconducteurs.

C'est à propos de cette découverte unique que je veux vous raconter aujourd'hui.

Types existants de supraconducteurs

Comme vous le savez, les électrons des supraconducteurs se déplacent en paires de Cooper. C'est cette symbiose qui confère au matériau des propriétés uniques, dont l'une est l'absence totale de résistance électrique.

Ainsi, les matériaux supraconducteurs ont été divisés (la division dépend du type d'ondes les traversant) en deux types:

• s-wave. Dans de tels supraconducteurs (mercure, étain, plomb) dans une paire de Cooper, les électrons ont des spins dirigés de manière opposée et les électrons sont statiques par rapport au centre de masse commun. En d'autres termes, le moment cinétique orbital des paires est nul.
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• d - vague. Ce sont des supraconducteurs à haute température (HTSC), dans de tels matériaux, les électrons appariés ont des spins opposés, mais ils tournent également autour du centre de masse résultant. De plus, pour de tels conducteurs, le moment orbital des paires de Cooper est égal à deux.

Mais il s'est avéré qu'il existe encore au moins un type de supraconducteur.

Découverte d'un nouveau type de supraconducteur

En 1994, un composé unique a été découvert: le ruthénate de strontium Sr2RuO4. Le matériau était inhabituel en ce que sa structure interne ressemblait à celle des HTSC classiques, mais la composante ondulatoire était fondamentalement différente.

À cette époque, ce matériau était attribué au type dit de transition de supraconducteurs, lié au type d'onde p. En raison du fait que dans ce matériau de la paire de Cooper, les spins d'électrons ont la même direction et la paire d'électrons a un moment cinétique égal à l'unité.

Cette découverte unique a potentiellement garanti une percée dans la création d'ordinateurs quantiques. Puisqu'il a permis la formation de fermions de Majorana (particules inhabituelles, qui représentent simultanément leurs propres antiparticules).

C'est pourquoi, pendant de nombreuses années, le matériau a été activement étudié, car les scientifiques cherchaient une confirmation de l'hypothèse de supraconductivité de l'onde p du matériau.

La découverte pratique s'est avérée plus intéressante que la théorie

Dans une autre tentative pour trouver une confirmation de la théorie, un groupe de scientifiques américains de l'Université Cornell (USA) a mené une autre expérience pour étudier le ruthénate de strontium.

Ainsi, le cristal du matériau a été étudié en utilisant la spectroscopie ultrasonore résonante de la plus haute résolution.

A cet effet, le matériau a été refroidi à une température extrême de 1,4 Kelvin. Et puis des ondes sonores ont traversé le cristal. Et à ce moment, les constantes élastiques ont été mesurées.

Ainsi, les résultats obtenus ont tout simplement étonné les scientifiques. Il s'avère que le ruthénate de strontium est un type complètement nouveau de supraconducteur. Il s'est avéré que les électrons de la paire de Cooper ont une connexion si complexe qu'elle ne correspond pas à la description des ondes s ou d.

La seule chose que nous avons réussi à découvrir exactement est que le moment cinétique est égal à quatre, ce qui signifie que le nouveau supraconducteur appartient à l'onde g. Aucun des scientifiques n'a même supposé que de tels supraconducteurs pouvaient exister en principe.

Les résultats de l'expérience sont stupéfiants et les scientifiques prévoient de tester d'autres matériaux prometteurs qui étaient auparavant classés dans le groupe de type p de la même manière. Nous attendrons les résultats de nouvelles expériences.

Et les résultats de cette expérience, les scientifiques ont partagé sur les pages de la revue Nature Physics.

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