Nová teorie supravodivosti vysvětlující supravodivost

Výzkumník na univerzitě v Tsukubě představuje nový teoretický model pro vysokoteplotní supravodivost, při kterém může elektrický proud protékat bez odporu, což by mohlo vést k velmi efektivní výrobě a přenosu energie.

Vědec z katedry fyziky kvantové kondenzované hmoty na univerzitě v Tsukubě vytvořil novou teorii supravodivosti. Na základě výpočtu „Berryho připojení“ tento model pomáhá lépe vysvětlit nové experimentální výsledky než současná teorie. Práce může umožnit budoucím elektrickým sítím přenášet energii bez ztrát.

Supravodiče jsou úžasné materiály, které se v okolních podmínkách mohou jevit jako nevšední, ale když se ochladí na extrémně nízké teploty, umožňují tok elektrického proudu bez odporu. Existuje mnoho zjevných aplikací supravodivosti, jako je bezztrátový přenos energie, ale fyzika tohoto procesu stále není jasně pochopena. Osvědčený způsob uvažování o přechodu od normálního k supravodivému se nazývá teorie Bardeen-Cooper-Schreffer (BCS). V tomto modelu, pokud je tepelná excitace udržována dostatečně malá, mohou částice vytvářet „Cooperovy páry“, které cestují společně a odolávají rozptylu. Model BCS však dostatečně nevysvětluje všechny typy supravodičů, což omezuje naši schopnost vytvářet robustnější supravodivé materiály, které pracují při pokojové teplotě.

Vědec z univerzity v Tsukubě nyní přišel s novým modelem supravodivosti, který lépe odhaluje fyzikální principy. Místo toho, aby se tato nová teorie zaměřila na vazbu nabitých částic, používá matematický nástroj zvaný Berryho spojení. Tato hodnota vypočítává torzi prostoru, kam se elektrony pohybují. “Ve standardní teorii BCS je původem supravodivosti elektronová vazba. V této teorii je superproud definován jako nedisipativní tok spojených elektronů, zatímco jednotlivé elektrony stále trpí odporem,” říká profesor Hiroyasu Koizumi.

Pro ilustraci, Josephsonovy křižovatky vznikají, když jsou dvě vrstvy supravodičů odděleny tenkou bariérou z obyčejného kovu nebo izolátoru. Ačkoli jsou široce používány v detektorech magnetického pole s vysokým rozlišením a kvantových počítačích, Josephsonovy křižovatky také zcela nezapadají do vnitřní teorie BCS. “V nové teorii je úlohou elektronové vazby stabilizovat Berryho spojení, spíše než být příčinou supravodivosti jako takové, a superproudem je tok jednoduchých a dvojitých elektronů generovaných kroucením vesmíru. Elektrony se pohybují v důsledku spojení Berry, “říká profesor Koizumi. Tento výzkum může vést k pokroku v kvantovém výpočtu i v úspoře energie.

READ  Muž zemřel na vzteklinu poté, co se probudil s raketou ve svém pokoji

Odkaz: „Supravodivost spojením funkcí Berry s více těly pomocí Berryho: přehodnocení Andreev-St Jamesovy reflexe a Josephsonův efekt“, autor Hiroyasu Koizumi, 5. července 2021, Journal of Supravodivost a nový magnetismus.
DOI: 10.1007 / s10948-021-05905-s

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hrdý výtržník. Oceněný odborník na kávu. Hodně padá. Typický webový fanatik. Twitter geek."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *