| 0 |
|
Использовав сверхохлажденные атомы вместо электронов для моделирования сверхпроводящих материалов, международный коллектив теоретиков и экспериментаторов на базе хьюстонского университета Райса смог пролить свет на проблему, которая три десятилетия занимала умы физиков.
По мнению руководителя проекта, Рэнди Хюлета (Randy Hulet), эта работа может открыть неизученное направление в науке. Статья по результатам исследования вышла онлайн в журнале Nature.
Почти 30 лет назад было установлено, что электроны могут свободно проходить через некоторые материалы — сверхпроводники — при довольно высоких температурах. Причины возникновения такой нетрадиционной сверхпроводимости по большей части остаются непонятыми и сегодня.
Наиболее многообещающая теория, описывающая это явление — так называемая модель Хаббарда — довольно просто формулируется математически, однако получаемая система уравнений крайне сложна для решения численными методами с помощью цифрового компьютера. Объем вычислений растет по экспоненте при увеличении количества электронов в задаче, поэтому лучшие попытки 2D- и 3D-моделирования по Хаббарду включали не более нескольких сотен частиц.
Лаборатория Хюлета в Райсе специализируется на охлаждении атомов до сверхнизких температур, при которых их поведение диктуется законами квантовой механики — теми же самыми, что управляют движением электронов в сверхпроводнике.
«Используя наши холодные атомы как муляжи электронов и лучи света для имитации кристаллической решетки реального материала, мы смогли симулировать модель Хаббарда, — заявил Хюлет. — Сделав это мы смогли получить антиферромагнетизм в точности так, как предсказывает модель Хаббарда. Это первая система холодных атомов, способная таким образом тестировать модель Хаббарда, что особенно интересно поскольку известно, что антиферромагнетизм существует почти во всех родительских составах нетрадиционных сверхпроводников».
В своей работе Хюлет с коллегами смог продемонстрировать антиферромагнитный порядок в оптической решетке для примерно 100 тыс. частиц. Добиться этого позволил изобретенный ими новый метод испарительного охлаждения атомов, уже загруженных в решетку.
Ученые продолжают работу над совершенствованием модели. В частности, им необходимо найти, как снизить температуру образцов еще в 10 раз, чтобы получить возможность измерить корреляции электронных пар, ответственные за сверхпроводимость.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
