Nowe badanie z University of Chicago i Shanxi University odkryło sposób na symulację nadprzewodnictwa przy użyciu światła laserowego. Nadprzewodność występuje, gdy dwa arkusze grafenu są lekko skręcone, gdy są one razem warstwowe. Ich nową technikę można zastosować do lepszego zrozumienia zachowania materiałów i potencjalnie może otworzyć drogę dla przyszłych technologii kwantowych lub elektroniki. Odpowiednie wyniki badań zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie Nature.

Cztery lata temu naukowcy z MIT dokonali zaskakującego odkrycia: jeśli regularne arkusze atomów węgla są skręcone podczas ich układania, można je przekształcić w nadprzewodniki. Rzadkie materiały, takie jak „nadprzewodnicy”, mają wyjątkową zdolność bezbłędnego przenoszenia energii. Superprzewodnicy są również podstawą obecnego obrazowania rezonansu magnetycznego, więc naukowcy i inżynierowie mogą znaleźć dla nich wiele zastosowań. Mają jednak kilka wad, takich jak wymaganie chłodzenia poniżej bezwzględnego zera do prawidłowego funkcjonowania. Naukowcy uważają, że jeśli w pełni zrozumieją fizykę i skutki, mogą rozwinąć nowe nadprzewodniki i otworzyć różne możliwości technologiczne. Chin's Lab i Shanxi University Research Group wcześniej wymyśliły sposoby odtworzenia złożonych materiałów kwantowych za pomocą chłodzonych atomów i laserów, aby ułatwić im analiza. W międzyczasie mają nadzieję zrobić to samo z skręconym układem dwuwarstwowym. Zespół badawczy i naukowcy z Shanxi University opracowali nową metodę „symulacji” tych pokręconych sieci. Po ochłodzeniu atomów użyli lasera, aby ułożyć atomy Rubidium w dwie kraty, ułożone na sobie. Następnie naukowcy używali mikrofal, aby ułatwić interakcję między dwiema sieciami. Okazuje się, że oboje dobrze ze sobą współpracują. Cząstki mogą poruszać się przez materiał, nie spowolnione przez tarcie, dzięki zjawiskowi znanym jako „superflualność”, które jest podobne do nadprzewodnictwa. Zdolność systemu do zmiany orientacji skrętu dwóch sieci pozwoliła badaczom wykryć nowy rodzaj superfluidów w atomach. Naukowcy odkryli, że mogą dostroić siłę interakcji dwóch sieci poprzez zmianę intensywności mikrofalów i mogą obracać dwie sieci za pomocą lasera bez większego wysiłku - czyniąc go niezwykle elastycznym systemem. Na przykład, jeśli badacz chce zbadać ponad dwie do trzech lub nawet czterech warstw, konfiguracja opisana powyżej ułatwia to. Za każdym razem, gdy ktoś odkrywa nowego nadprzewodnika, świat fizyki podnosi się z podziwem. Ale tym razem wynik jest szczególnie ekscytujący, ponieważ opiera się na tak prostym i powszechnym materiale jak grafen.