Informacja

Naukowcy wyjaśniają, dlaczego nadprzewodnictwo jest tak zimne

Naukowcy wyjaśniają, dlaczego nadprzewodnictwo jest tak zimne


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

W określonych warunkach istnieje wiele materiałów, które mogą przewodzić prąd bez znaczącego oporu. Zjawisko to znane jest jako nadprzewodnictwo. Jednak większość tych materiałów może działać jako nadprzewodnik tylko w bardzo niskich temperaturach.

ZOBACZ RÓWNIEŻ: NADPRZEWODNOŚĆ: CO TO JEST I DLACZEGO MA ZNACZENIE DLA NASZEJ PRZYSZŁOŚCI

Naukowcy od dawna próbowali znaleźć teoretyczne metody obliczeniowe, aby przedstawić i zrozumieć tę zasadę, głównie bez powodzenia - aż do teraz. Politechnika Wiedeńska opracowała nową metodę, która w znacznym stopniu wyjaśnia złożoność nadprzewodnictwa.

Ujawniono złożony problem

„Właściwie to zaskakujące, że nadprzewodnictwo zachodzi tylko w ekstremalnie niskich temperaturach” - mówi profesor Karsten Held z Instytutu Fizyki Ciała Stałego na TU Wien.

„Biorąc pod uwagę energię uwalnianą przez elektrony biorące udział w nadprzewodnictwie, można by się spodziewać, że nadprzewodnictwo będzie możliwe również w znacznie wyższych temperaturach”.

Aby zrozumieć nadprzewodnictwo, musisz zacząć od zastosowania praw fizyki. „Problem polega na tym, że w zjawisku nadprzewodnictwa zaangażowanych jest wiele cząstek jednocześnie” - wyjaśnia Held.

„To sprawia, że ​​obliczenia są niezwykle złożone”.

Poszczególnych elektronów w materiale nie można postrzegać jako jednostek, ale jako całość. Jednak ta skala sprawia, że ​​pomysł jest tak złożony, że nawet najpotężniejsze komputery na świecie są bezużyteczne.

„Istnieją jednak różne metody aproksymacji, które mogą nam pomóc w odwzorowaniu złożonych korelacji kwantowych między elektronami” - mówi Held.

Jedną z tych metod jest „teoria dynamicznego pola średniego”, teoria idealna do rozwiązywania problemów, w których obliczenie korelacji kwantowych między elektronami jest szczególnie trudne.

Nowe badanie oparte na „diagramie Feynmana”

Nowe prace z TU Wein rozszerzają obliczenia „diagramu Feynmana”. Diagramy Feynmana są metodą przedstawiania interakcji między cząstkami.

Diagramy pozwalają na przedstawienie wszystkich możliwych interakcji cząstek na diagramie, a zatem są przydatne do wykonywania bardzo dokładnych obliczeń. Laureat nagrody Nobla Richard Feynman stworzył diagramy do wykorzystania w badaniu pojedynczych cząstek w próżni.

Ale można je również wykorzystać do analizy interakcji między cząstkami w ciałach stałych. Jednak im bardziej złożona interakcja, tym więcej potrzebnych jest diagramów.

„W metodzie opracowanej przez profesora Toschiego i mnie, nie używamy już diagramów Feynmana wyłącznie do przedstawiania interakcji, ale również używamy złożonego, zależnego od czasu wierzchołka jako elementu” - wyjaśnia Held.

„Sam wierzchołek składa się z nieskończonej liczby diagramów Feynmana, ale przy użyciu sprytnej sztuczki nadal można go używać do obliczeń na superkomputerze”.

Ta nowa metoda umożliwiła naukowcom przybliżenie złożonej interakcji kwantowej cząstek, które mają zostać obliczone.

„Ekscytujące z punktu widzenia fizyki jest to, że możemy wykazać, że to w rzeczywistości zależność wierzchołka od czasu oznacza, że ​​nadprzewodnictwo jest możliwe tylko w niskich temperaturach”.

Dzięki żmudnej pracy Motoharu Kitatani i profesor Held byli w stanie zidentyfikować ortodoksyjny diagram Feynmana, który pokazuje, dlaczego konwencjonalne materiały stają się nadprzewodzące dopiero w temperaturze -200 ° C, a nie w temperaturze pokojowej - rozwiązując w ten sposób długo utrzymujący się problem.

Prace te pozwolą na lepsze zrozumienie materiałów nadprzewodzących i ich właściwości. Może to również doprowadzić do odkrycia materiału, który może osiągnąć nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej.


Obejrzyj wideo: NACZYNIA KRWIONOŚNE - DLACZEGO SĄ TAKIE WAŻNE? Halina Jurkowska BIOLIT 2021 (Lipiec 2022).


Uwagi:

  1. Kean

    Bardzo cenny kawałek

  2. Jory

    Nie masz racji. Zapraszam do omówienia. Napisz w PM, będziemy się komunikować.

  3. Aescwyn

    the authoritative answer

  4. Tobrytan

    Coś w tym jest. Dziękuję za wyjaśnienie.



Napisać wiadomość