Supraleitung ist ein Phänomen mit einem elektrischen Widerstand von genau Null. Sie tritt in bestimmten Materialien, sogenannten Supraleitern, auf, wenn sie auf sehr kalte Temperaturen abgekühlt werden.
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Unter diesen Umständen paaren sich die Elektronen und beginnen ohne Widerstand ordentlich zu fließen. Diese Supraleitung kann unsere Elektronik sehr effizient machen.
Glücklicherweise wurde es bisher in vielen Materialien gefunden. Es ist jedoch erfordert teure und sperrige Geräte, um die Supraleiter kalt genug zu halten, um dieses Phänomen zu erreichen. Denken Sie beispielsweise an MRT-Geräte.
Ein unerwartetes Material
Jetzt sind Physiker möglicherweise auf eine neue Art von Supraleitung gestoßen, die diese Belastungen umgehen kann. R Forscher unter der Leitung der University of Maryland beobachteten die Supraleitung in einem unerwarteten Material.
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Es wurde festgestellt, dass das neuartige Phänomen auf völlig neuen Elektronenwechselwirkungen beruht. In diesem speziellen Material heißt es YPtBi Elektronen tragen einen Spin von 3/2 im Gegensatz zu 1/2 in den meisten Supraleitern.
"Niemand hatte wirklich gedacht, dass dies in festen Materialien möglich ist" Physiker und leitender Autor Johnpierre Paglione erzählt Phys.org .
"High-Spin-Zustände in einzelnen Atomen sind möglich, aber wenn Sie die Atome zu einem Festkörper zusammenfügen, brechen diese Zustände normalerweise auseinander und Sie erhalten die Hälfte des Spins."
Ein seltsamer Supraleiter
YPtBi schien ein seltsamer Supraleiter zu sein, da es nicht einem der Hauptkriterien entspricht, nämlich ein guter Leiter bei normalen Temperaturen zu sein. Beim Abkühlen zeigte es jedoch unabhängig davon Supraleitung.
Um dieses Material zu verstehen, untersuchten die Forscher, wie es mit Magnetfeldern interagiert. Als sich das Material vom absoluten Nullpunkt erwärmte, nahm der Grad, in den ein Magnetfeld eindringen konnte, linear statt exponentiell zu.
Nach weiterer Analyse spekulierten die Forscher, dass die Elektronen als Teilchen mit höherem Spin getarnt sein müssen. Dieses Phänomen wurde zuvor noch nicht einmal als Möglichkeit für einen Supraleiter angesehen.
Wir sind weit davon entfernt Strom fließt mit null Widerstand bei Raumtemperatur als Die neuartige Art der Supraleitung erfordert vorerst noch unglaublich kalte Temperaturen. Die Entdeckung gibt den Forschern jedoch eine völlig neue Richtung, die sie erforschen müssen.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Fortschritte in der Wissenschaft .