23:54
Comentarii Adauga Comentariu

_ Găsirea supraconductivității în nichelați

_ Găsirea supraconductivității în nichelați

Studiul supraconductivității este plin de dezamăgiri, fundături și descoperiri întâmplătoare, potrivit Antia Botana, profesor de fizică la Universitatea de Stat din Arizona.

„Ca teoreticieni, eșuăm, în general, în a prezice noi supraconductori. ”, a spus ea.

Cu toate acestea, în 2021, ea a trăit punctul culminant al carierei ei timpurii. Lucrând cu experimentalistul Julia Mundy de la Universitatea Harvard, ea a descoperit un nou material supraconductor - un nichelat cu cvintuplu strat. Ei și-au raportat descoperirile în Nature Materials în septembrie 2021.

„A fost unul dintre cele mai bune momente din viața mea”, și-a amintit Botana. „Mă întorceam cu avionul din Spania și am primit un mesaj de la colaboratoarea mea Julia Mundy în timpul escalei mele. Când am văzut rezistivitatea coborând la zero, nu este nimic mai bun decât atât.”

Botana a fost aleasă drept 2022 Sloan Research Fellow. Cercetarea ei este susținută de un premiu CAREER de la Fundația Națională pentru Știință (NSF).

„Prof. Botana este unul dintre cei mai influenți teoreticieni în domeniul supraconductivității neconvenționale, în special în nichelații stratificati care au primit enorm atenție din partea comunităților de fizică a materialelor și a materiei condensate”, a spus Serdar Ogut, director de program în Divizia de Cercetare a Materialelor de la Fundația Națională pentru Știință. „Mă aștept ca studiile ei teoretice de pionierat, în colaborare cu experienți de top din SUA, să continue să depășească granițele, să ducă la descoperirea de noi materiale supraconductoare și să descopere mecanisme fundamentale care ar putea într-o zi să deschidă calea către supraconductivitate la temperatura camerei. „

Superconductivitatea este un fenomen care apare atunci când electronii formează perechi, mai degrabă decât să călătorească izolat, respingând orice magnetism și permițând electronilor să călătorească fără a pierde energie. Dezvoltarea supraconductoarelor la temperatura camerei ar permite transmisia de energie electrică fără pierderi și calculatoare cuantice mai rapide și mai ieftine. Studierea acestor materiale este domeniul teoriei materiei condensate.

„Încercăm să înțelegem ceea ce se numesc materiale cuantice – materiale în care tot ceea ce am învățat clasic în studiile noastre de licență se destramă și nimeni nu înțelege de ce fac acest lucru. lucruri distractive pe care le fac”, a glumit Botana.

Ea a început să investigheze nichelații, în mare măsură, pentru a înțelege mai bine cuprații – supraconductori pe bază de oxid de cupru descoperiți pentru prima dată în 1986. Treizeci de ani mai târziu, mecanismul care produce supraconductivitate în aceste materiale este încă aprig contestată.

Botana abordează problema uitându-se la materiale care arată ca cuprați. „Cupru și nichel sunt unul lângă celălalt pe tabelul periodic”, a spus ea. „Acesta a fost un lucru evident de făcut, așa că oamenii s-au uitat la nichelate de mult timp fără succes.”

Dar apoi, în 2019, o echipă de la Stanford a descoperit supraconductibilitatea într-un nichelat, deși unul care fusese „dopată” sau modificată chimic pentru a-și îmbunătăți caracteristicile electronice. „Materialul pe care l-au găsit în 2019 face parte dintr-o familie mai mare, ceea ce ne dorim, pentru că ne permite să facem comparații cu cuprații într-un mod mai bun”, a spus ea.

Descoperirea lui Botana din 2021 a construit pe acea fundație, folosind o formă de nichelat nedopat cu o structură unică, pătrată-plană, stratificată. Ea a decis să investigheze această formă specifică de nichelat — un nichelat cu pământuri rare, cu câtublu strat, pătrat-planar — pe baza intuiției.

„După ce m-a jucat cu multe materiale diferite ani de zile, este tipul de intuiție. că oamenii care studiază structura electronică se dezvoltă”, a spus ea. „Am văzut asta de-a lungul anilor cu mentorii mei.”

Identificarea unei alte forme de nichelat supraconductor permite cercetătorilor să identifice asemănările și diferențele dintre nichelați și dintre nichelați și cuprați. Până acum, cu cât sunt studiati mai mulți nichelați, cu atât arată mai mult ca cuprați.

„Diagrama de fază pare destul de similară. Mecanismul de împerechere a electronilor pare să fie același”, spune Botana, „dar aceasta este o întrebare care nu a fost încă rezolvată.”

Superconductori convenționali prezintă împerecherea undelor S - electronii se pot împereche în orice direcție și pot sta unul peste altul, astfel încât unda este o sferă. Nichelații, pe de altă parte, prezintă probabil perechi de undă d, ceea ce înseamnă că unda cuantică asemănătoare unui nor care descrie electronii perechi are forma unui trifoi cu patru foi. O altă diferență cheie este cât de puternic se suprapun oxigenul și metalele de tranziție în aceste materiale. Cuprații prezintă un „super-schimb” mare – materialul schimbă electroni în atomi de cupru printr-o cale care conține oxigen, mai degrabă decât direct.

„Credem că acesta poate fi unul dintre factorii care guvernează supraconductibilitatea și cauzează temperatura critică mai scăzută a nichelaților”, a spus ea. „Putem căuta modalități de optimizare a acestei caracteristici.”

Botana și colegii Kwan-Woo Lee, Michael R. Norman, Victor Pardo, Warren E. Pickett au descris unele dintre aceste diferențe într-un articol de recenzie pentru Frontiers în fizică în februarie 2022.

Căutarea cauzelor fundamentale ale supraconductivității

Scriind în Physical Review X în martie 2022, Botana și colaboratorii de la Brookhaven National Laboratory și Argonne National Labs au aprofundat rolul stărilor de oxigen în nichelatul de valență joasă La4Ni3O8. Folosind metode de calcul și experimentale, ei au comparat materialul cu un cuprat prototip cu o umplere similară cu electroni. Lucrarea a fost unică prin faptul că a măsurat direct energia stărilor hibridizate nichel-oxigen.

Ei au descoperit că, în ciuda faptului că necesită mai multă energie pentru a transfera sarcini, nichelații au păstrat o capacitate considerabilă de supraschimb. Ei ajung la concluzia că atât „interacțiunile Coulomb” (atracția sau respingerea particulelor sau obiectelor din cauza sarcinii lor electrice), cât și procesele de transfer de sarcină trebuie luate în considerare atunci când se interpretează proprietățile nichelaților.

Fenomenele cuantice. că studiile Botana apar la cele mai mici scări cunoscute și nu pot fi testate decât oblic prin experiment fizic (ca în lucrarea Physical Review X). Botana folosește simulări computaționale pentru a face predicții, pentru a ajuta la interpretarea experimentelor și pentru a deduce comportamentul și dinamica materialelor precum nichelatul cu strat infinit.

Cercetarea ei folosește Teoria Funcțională a Densității sau DFT - un mijloc de rezolvare computațională a Schrödinger ecuație care descrie funcția de undă a unui sistem mecanic cuantic – precum și o ramură mai nouă și mai precisă, cunoscută sub numele de teoria câmpului mediu dinamic, care poate trata electronii care sunt puternic corelați.

Pentru a-și conduce cercetările, Botana folosește supercomputerul Stampede2 al Texas Advanced Computing Center (TACC) — al doilea cel mai rapid din orice universitate din S.U.A. — precum și mașini de la Arizona State University. Chiar și pe cele mai rapide supercalculatoare din lume, studiul materialelor cuantice nu este o chestiune simplă.

„Dacă văd o problemă cu prea mulți atomi, spun „Nu pot studia asta””, a spus Botana. . „Acum douăzeci de ani, câțiva atomi ar fi putut arăta prea mult”. Dar supercalculatoarele mai puternice le permit fizicienilor să studieze sisteme mai mari și mai complicate, cum ar fi nichelații, și să adauge instrumente, cum ar fi teoria câmpului mediu dinamic, care pot surprinde mai bine comportamentul cuantic.

Deși trăiesc într-o Epocă de Aur a Descoperirilor. , domeniul fizicii materiei condensate încă nu are reputația pe care o merită, spune Botana.

„Telefonul sau computerul tău nu ar fi posibile fără cercetări în fizica materiei condensate — de la ecran, la baterie. , către micul aparat de fotografiat. Este important ca publicul să înțeleagă că, chiar dacă este vorba de cercetare fundamentală și chiar dacă cercetătorii nu știu cum va fi folosit mai târziu, acest tip de cercetare în materiale este critic.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Românii nu-l mai vor pe Iohannis. AUR a strâns peste 2 milioane de semnături pentru demiterea lui Klaus Iohannis. Simion: Românii nu îl mai vor pe Klaus Iohannis. Această campanie s-a bucurat de o largă susţinere pe străzile localităţilor din ţară

_ Lacey Fletcher a fost văzută ultima dată în public cu 15 ani înainte de moartea ei, dezvăluie vecinii

_ Soțul lui Kourtney Kardashian, Travis Barker, a fost transportat de urgență la spital după ce a suferit de o problemă medicală misterioasă

_ Părinții unei femei autiste din Louisiana au insistat că a fost decizia ei să rămână pe canapea

_ Spectacol de clovni: fără clasă Jill Biden str�nge cu putere m�na regelui Felipe și Joe nu �și poate ține labele de pe Regina Letizia la salutul de la Palatul Regal (VIDEO)

_ Familia de refugiați de nouă persoane care a scăpat din Ucraina sfâșiată de război pentru Marea Britanie este EXPULSAȚĂ de gazdele lor

_ Jessica Simpson îi mulțumește lui Kim Kardashian pentru că l-a dus pe Maxwell la „Camp North”

_ Australianca Lili Currie care locuiește în America spune că mâncarea din SUA conține atât de mult zahăr încât i-a modificat gusturile

_ Joe și Jill Biden se alătură regelui spaniol Felipe și reginei Letizia la o cină generoasă la palatul regal

_ EDEN CONFIDENTIAL: Posh Spice îl critică pe Chris Evans din cauza umilinței de cântărire în hit-ul TV din anii '90 TFI vineri

_ Fostul număr unu mondial pentru juniori Jason Kubler a intrat în turul doi la Wimbledon într-un meci „cel mai bun din toate timpurile”

_ Zelenski a cerut la ONU o comisie de anchetă pentru atacul de la Kremenciuk şi un minut de reculegere pentru "toţi ucrainenii ucişi" (Video)

_ Licențiatul Sam Wood o întreabă pe soția Snezana dacă este din nou însărcinată

_ Machine Gun Kelly își asortează ținuta cu părul roz în timp ce își promovează documentarul Life Is Pink

_ Modelul Gabrielle Epstein își etalează atuurile ample într-un bikini verde slăbit

_ Holera a făcut prima victimă în Irak

_ Expertul juridic spune că Ghislaine Maxwell este puțin probabil să dezvăluie vreodată secretele lui Epstein

_ Mia Fevola fără machiaj vizitează un salon de unghii din Melbourne cu sandale Gucci de 1.000 de dolari

_ PAID îşi majorează capitalul social la 77,37 milioane lei prin încorporarea rezervelor

_ Serena Williams, eşec la revenirea la Wimbledon, după un meci spectaculos de peste trei ore

_ Lockheed Martin a câştigat un contract de 2,3 miliarde de dolari pentru a construi cel puţin 120 de elicoptere Black Hawk

_ Câștigătorul Voice Australia, Alfie Arcuri, cade pe scări în Italia și sparge discuri

_ Video| Incendiu puternic la Paris, într-un bloc cu patru etaje: Cel puţin nouă răniţi, dintre care doi în stare gravă

_ Incendiu într-un tren care circula între Sibiu şi Râmnicu Vâlcea. 70 de oameni se aflau în garnitură

_ Kelly Piquet îi place o postare care îl apără pe Nelson Piquet, în ciuda insultelor rasiale împotriva lui Sir Lewis Hamilton

_ Şofer georgian de TIR, depistat la frontieră cu un permis de conducere ucrainean fals

_ Pasagerul British Airways care a lăsat Apple AirPod-urile în avion îl urmărește pe muncitorul care le-a luat

_ Man United: Erik ten Hag va rezista ofertelor pentru Scott McTominay, în ciuda sosirii lui Frenkie de Jong

_ Raport: Agricultura trebuie să fie mai productivă pentru a elimina foametea şi a polua mai puţin

_ Fostul partener insultat al lui Maxine Carr, Ian Huntley, este interpretat de Scott Reid, care filmează scene pentru o nouă dramă

_ Klaus Iohannis anunță că va cere NATO, la summit, suplimentarea numărului de trupe din România și declararea Rusiei ca pericol

_ Florin Cîţu va fi schimbat de la şefia Senatului - surse

_ Starul olimpic de înot James Magnussen se bucură că a ratat aurul la Jocurile Olimpice de la Londra 2012

_ Dosar penal pe numele şoferiţei care s-a răsturnat cu maşina în care se aflau cetăţeni străini

_ Brody Jenner recunoaște că a fost „atât de încântat” The Hills: New Beginnings a fost anulat

_ Margot Robbie și Ryan Gosling filmează o scenă de urmărire pentru filmul Barbie în Venice Beach

_ Australia lui Baz Luhrmann va fi extinsă într-o serie limitată de șase episoade

_ COMENTARIU POSTA ZILNIC: Trista umilire a unei mari forțe de poliție

_ Incident grav în Parcul Cișmigiu! Un copac de peste 10 metri înălțime s-a prăbușit peste un loc de joacă: 'Toți fugeau și țipau' / VIDEO

_ Niciodată până acum Met nu a văzut un flux constant de controverse scrie STEPHEN WRIGHT

_ Igor Dodon, despre PSRM: Încă are de scris pagini politice importante

_ Lipsa de salată verde din Australia: Karl Stefanovic dezvăluie un ordin șocant al KFC

_ Kali Reis urmează să joace alături de Jodie Foster în noul sezon din True Detective

_ Ghislaine Maxwell condamnată la 20 de ani de închisoare în dosarul Epstein de trafic sexual

_ Monumentele bisericești legate de comerț sunt o sursă de mare răni, spune raportul

_ Travis Barker internat în Los Angeles cu soția Kourtney Kardashian alături

_ Vânătoarea disperată a supraviețuitorilor atacului de mall din Ucraina, în mijlocul dărâmurilor, în timp ce 18 se teme că au murit

_ Familia Zara Aleenei aduce un omagiu emoționant - deoarece bărbatul este acuzat de crimă

_ Malin Andersson își arată cu încredere silueta de după bebeluș în bikini și costum de baie magenta

_ Heidi Klum uimește într-un costum cu pantaloni floral în timp ce iese în Soho după ce a apărut la The Today Show

_ Partenerii romantici se pot influența reciproc convingerile și comportamentele cu privire la schimbările climatice, arată un nou studiu

_ Partenera lui Dylan Alcott, Chantelle Otten, obține o susținere majoră a mărcii după o escapadă cu jucăriile sexuale

_ Trei puncte de prim ajutor pentru persoane afectate de caniculă, deschise de Crucea Roşie Română

_ Nick Kyrgios a recunoscut că a scuipat un spectator la Wimbledon

_ Profesorul de știință Colin Blakemore a murit la vârsta de 78 de ani

_ Lorraine plânge în timp ce îi aduce un omagiu prietenei ei, Dame Deborah James

_ Războiul din Ucraina: căutările în ruinele mall-ului din Kremenciuk vor mai ţine câteva zile

_ Tyson Fury spune că Oleksandr Usyk este prea inteligent pentru Anthony Joshua și se așteaptă la înfrângerea rivalului britanic

_ Reacția lui Ludovic Orban, după ce Florin Cîțu a fost mazilit de liberali din toate funcțiile: fuse și se duse!

_ Ordinea jocului la Wimbledon: La ce oră joacă astăzi Emma Răducanu, Andy Murray, Novak Djokovic?


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37

Nr. de articole la aceasta sectiune: 2188, afisate in 37 pagini.