利用透明胶带和量子力学,科学家们在石墨中看到了全局室温超导性的迹象

内幕简报

  • Terra Quantum 领导的研究小组发表了首次观测到室温超导性的发现。
  • 超导性是导体在不损失功率的情况下承载电流的能力。
  • 研究人员使用透明胶带将热解石墨(石墨的一种人造形式)切割成薄片。

新闻稿 – 地球量子,一家领先的量子技术公司,发表于 先进的量子技术 记录了有史以来第一次对室温超导的观察, 石墨的整体室温超导性

超导性是指导体无电阻(即无功率损耗)传输电流的能力,由荷兰物理学家于 1911 年发现 海克·卡默林·翁内斯。 他观察到,在 4.2 K 时,浸入液氦中的固体汞线的电阻突然消失,他立即向荷兰皇家艺术与科学学院报告了这一结果,并得到了 1913 年的认可。 诺贝尔物理学奖。 卡默林·翁内斯的发现开启了人类历史的新纪元。

在大约三十年的时间里,人们认识到了超导性,其特征还在于 迈斯纳效应,超导体内部磁场完全抵消,是宏观量子态; 因此,这一发现刺激了量子力学的发展,而量子力学是当今科学和自然知识的基础。 然而,超导模型预测人们很难期望它会在大约 20 K 以上发生。

然后,1986 年发现了所谓的“高温超导性”(Georg Bednorz 和 Alex Müller,1987 年诺贝尔奖),即 77 K 以上的超导性,解决了下一个难题,直到 Terra Quantum 的负责人最近的工作才解决了这个难题技术官员 Valerii Vinokur 教授与 Cristina Diamantini(佩鲁贾大学)和 Carlo Trugenberger(瑞士科学技术公司)一起。

现在,由 Vinokur 教授和 Yakov Kopelevich 教授领导的研究,以及来自坎皮纳斯大学、佩鲁贾大学和瑞士科学技术公司的合著者,发现了室温下的超导性。 曾经被视为童话故事的希望变成了现实。

“我们的工作是一项实验发现,自从首次观察到汞的超导性以来,人类已经等待了大约一百年,”Valerii Vinokur 教授说。

“我们的科学团队与学术和行业合作伙伴的这一发现为超导技术的惊人进步打开了大门。 室温超导为跨行业的变革性进步打开了大门。”Terra Quantum 创始人兼首席执行官 Markus Pflitsch 说道。 “想象一下电网几乎没有能量损失,彻底改变我们的电力传输方式。 在医疗保健领域,增强型 MRI 技术将会出现,提供前所未有的诊断精度。 节能型高速磁悬浮列车将推动交通运输飞跃发展。 电子产品将进入小型化和节能的新时代。”

“新兴的量子计算领域将受益匪浅,因为现在仅在 10-20 mK 下运行的量子位可以在室温下运行。 因此,那些被视为未来梦想的事情已经成为现实。”维诺库教授补充道。

热解石墨是石墨的一种制造形式。 由 Kopelevich 教授领导的坎皮纳斯大学研究小组使用透明胶带将石墨切成薄片。 这些纸张上布满了密集的、几乎平行的皱纹。 这些皱纹的几何形状使电子配对形成允许超导电流沿着皱纹流动的结构。

CA Trugenberger、MC Diamantini 和 VM Vinokur 解释了沿着一维缺陷产生超导性的机制。 这些缺陷内的应变波动可以通过有效的拓扑规范场来描述,拓扑规范场介导吸引电势,导致缺陷中的液滴内的电子配对并发生玻色凝聚。 这些液滴的尺寸非常细,导致这些液滴对具有非常稳定的基态。 冷凝液滴在石墨表面形成有效的约瑟夫森结阵列,石墨在其拓扑玻色金属状态下冻结,在缺陷形成的边缘上具有残余传导。 对于这些缺陷,量子相滑通常会导致耗散。 然而,由于二维表面和三维体的维度焊接,量子相滑移只是在表面上移动的体涡旋的尖端。 由于体的电阻非常小,这些涡流的运动以及量子相滑移引起的缺陷耗散受到抑制。 因此,这些缺陷变成了超导。

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2024-01-25 08:58:59
#利用透明胶带和量子力学科学家们在石墨中看到了全局室温超导性的迹象

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