Avance cuántico en la superconductividad de alta temperatura

• Los científicos han hecho un descubrimiento que puede ayudar a resolver el misterio microscópico de la superconductividad a alta temperatura.
• Artículo publicado en naturaleza Puede ayudar a abordar los problemas energéticos del mundo.
• Una nueva observación experimental identifica un acoplamiento falso en una nube interactiva altamente atractiva de átomos de litio fermiónicos.

Avance en superconductividad de alta temperatura

Un equipo internacional de científicos ha realizado un nuevo descubrimiento que puede ayudar a resolver el misterio microscópico de la superconductividad de alta temperatura y abordar los problemas energéticos del mundo.

En un artículo publicado en la revista naturalezaEl profesor asistente de la Universidad Tecnológica de Swinburne, Hui Hu, ha colaborado con investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) en una nueva observación experimental que cuantifica la cantidad de falso acoplamiento en una nube interactiva altamente atractiva de átomos de litio fermiónicos.

Fluidez ultracuántica y eficiencia energética

Esto confirma el acoplamiento de muchas partículas de fermiones antes de que alcancen una temperatura crítica y exhiban una superfluidez notable, en lugar de solo dos partículas.

Los materiales superconductores de alta temperatura tienen el potencial de mejorar drásticamente la eficiencia energética al proporcionar computadoras más rápidas, permitir nuevos dispositivos de almacenamiento de memoria y habilitar sensores ultrasensibles.

«La superfluidez y la superconductividad cuánticas son los fenómenos más interesantes de la física cuántica», afirma el profesor asociado Ho, el único investigador australiano que participa en el estudio.

Desentrañando el falso misterio

«A pesar de los enormes esfuerzos realizados durante las últimas cuatro décadas, el origen de la superconductividad de alta temperatura, y especialmente la aparición de la brecha energética en el estado normal antes de la superconductividad, sigue siendo difícil de alcanzar».

«El objetivo principal de nuestro trabajo era simular un modelo de libro simple para investigar una de las dos explicaciones principales de la falsa brecha: la brecha de energía sin superconductividad, utilizando un sistema de átomos ultrafríos», explica el profesor asociado Hu.

En 2010 se intentó investigar el falso acoplamiento con átomos ultrafríos, pero no tuvo éxito. Este nuevo experimento internacional utilizó métodos de última generación para preparar nubes de Fermi homogéneas y eliminar colisiones interatómicas no deseadas, mientras controlaba el campo magnético ultraestable a niveles sin precedentes.

«Estos nuevos desarrollos técnicos conducen a la observación de una brecha espuria. Sin tener que invocar ninguna teoría microscópica específica para ajustar los datos experimentales, encontramos supresión del peso espectral cerca de la superficie de Fermi en el estado natural».

El profesor asociado está entusiasmado con sus contribuciones a este estudio histórico.

«Este descubrimiento, sin duda, tendrá implicaciones de gran alcance para el estudio futuro de los sistemas Fermi altamente interactivos y podría conducir a posibles aplicaciones en futuras tecnologías cuánticas».

Para obtener más información sobre este estudio, consulte Resolviendo los misterios de la superconductividad cuántica utilizando fermiones ultrafríos.

Referencia: “Observación y estimación de la pseudobrecha en gases unitarios de Fermi” por Xi Li, Shuai Wang, Xiang Luo, Yu-Yang Zhou, Ke Xie, Hong-Chi Shen, Yu-Zhao Nie, Qijin Chen, Hui Hu, Yu- Ao Chen, Xing Kan Yao y Jian Wei Pan, 7 de febrero de 2024. naturaleza.
doi: 10.1038/s41586-023-06964-j