06:49
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:

Sunt vaccinurile ARNm COVID sigure? A apărut Studiul "Evenimente adverse grave de interes special în urma vaccinării ARNm în studiile randomizate"

_ Durează doar 1 lună pentru a vindeca problemele cardiace? Un studiu de la Harvard confirmă existența meridianului pericardului

România. Doar jumătate dintre cei intraţi în clasa I în urmă cu 12 ani au ajuns să ia Bacul

_ 2 Citate de la Henry Ford și PT Barnum despre bani

_ McDonald's lansează burger McPlant în Australia: De unde să cumpăr Maccas vegan

Rusia impune restricții țărilor care cumpără grâu și ulei de floarea soarelui: Rusia va exporta de acum ănainte,cereale către alte națiuni doar în schimbul rublelor.

_ Omul de ştiinţă rus arestat zilele trecute sub suspiciunea de trădare de ţară a murit

_ Parlamentarii cer interzicerea în Marea Britanie a două camere CCTV din China care pot asculta conversația

_ Rita Ora și Taika Waititi se mută la Londra înainte de nunta lor „iminentă”.

_ Jabeur îl respinge pe Mertens pentru a ajunge la Wimbledon

_ [Premierarea 7/04 la 1PM ET] DoD va elibera peste 700 de piloți pentru încălcarea mandatelor de vaccinare pe fondul penuriei de pilot | Faptele contează

_ O adresă la modă! Fostul sediu din Londra al lui Gucci iese la vânzare pentru 55 de milioane de lire sterline

_ Noel Gallagher este calificat de „vilan” de către organizația de caritate pentru persoanele cu dizabilități

_ JPMORGAN prezice petrol de 380 de dolari pentru reducerea producției ruse în cel mai rău caz...

_ Elliot Page marchează un reper cu fotografia de pașaport: „N-am crezut niciodată că mi-ar plăcea o fotografie de pașaport”

_ Provocarea părului rezistent la apă Color Wow's Dream Coat pe TikTok

_ Westworld Sezonul 4 Episodul 2 Recapitulare: Teddy Flood devine cel mai recent personaj care a revenit

_ Benji Marshall îl susține pe Tim Sheens pentru a-l face pe SHOCK să revină la antrenor și să preia controlul Tigers care se luptă

_ UPDATE: Ricky Martin a lovit cu ordin de restricție pentru abuz domestic...

_ Mii de firme se luptă să angajeze personal scrie RUTH SUNDERLAND

_ Supreme Court Security Chief Sparks War of Words Over Police Protection of Justices

_ Ghețarul se prăbușește în Alpii italieni, șase morți: salvatori

SUA. Curtea Supremă și-a urmat hotărârea sa de referință din 23 iunie, care a recunoscut pentru prima dată dreptul constituțional de a purta arme de foc în public pentru autoapărare, emitând o serie de alte hotărâri.

_ Deputatul Neil Parish de tractor porno spune că soția „obișnuia să mă urmărească prin bucătărie cu o pereche de foarfece”

_ Bărbatul a cărui soție este cu dizabilități dezvăluie întrebări scandaloase pe care le-a adresat

_ Mașina răsturnată a lui Jake McLean, fotografiată în Turcia, așa cum a văzut-o Lauren Goodger pentru prima dată de când a murit

_ Un bărbat aflat la scăldat a descoperit o bombă

_ Carnea de vită este OFF din meniu pentru mesele școlare pentru a fi înlocuită cu gammon

_ Lovitură cu rachete ucrainene asupra orașului rusesc ucide mai multe persoane: Kremlin

_ Călătorii se îngrămădesc la Jim Jim Falls din Kakadu, Northern Territory cât timp este deschisă publicului

_ Thor: Love and Thunder: Chris Hemsworth se alătură TikTok; câștigă 600.000 de urmăritori în două zile

_ Hailey Bieber prezintă o piele impecabilă într-o nouă reclamă pentru marca ei de îngrijire a pielii Rhode Skin

_ Jennifer Lopez și Ben Affleck merg braț în braț la Melrose Trading Post în weekendul din 4 iulie

_ Kremlinul cucerește orașul esențial din estul...

_ Oficialul de top Biden spune că inversarea lui Roe nu �va dura mult� pentru că �aceasta nu este America�

_ UPDATE: Cumpărătorii fug pentru vieți după ce ucigașul de la Copenhaga a deschis focul...

_ Dependență în spirală, boli psihotice, spitale care se confruntă cu potop de otrăviri...

_ Negru agresat...

_ Femeia din Texas trebuie să părăsească statul pentru a pune capăt unei sarcini periculoase...

_ Grupul emblematic de copii The Wiggles a ajuns pe coperta revistei Rolling Stone

_ Acești americani au părăsit SUA spre Mexic...

_ Hamilton salută publicul de acasă și echipa Mercedes

_ France-based British theatre legend Peter Brook dies aged 97: source

_ Pe măsură ce supermarketurile încep să sfătuiască cumpărătorii să „folosească nasul”, SARAH RAINEY pune metoda la încercare

_ Tsitsipas și Kyrgios, ambii amendați după o ciocnire aprinsă de la Wimbledon

_ „Minions” stăpânesc teatrele N.americane în weekendul de 4 iulie

_ De ce o mică stropire de WD-40 poate ajuta la ascunderea unei aventuri ilicite: poate îndepărta rujul de pe gulere

_ Victoria Beckham se ține de mână cu soțul David înainte de a 23-a aniversare

_ Rita Ora își arată burta în crop top în timp ce participă la spectacolul Schiaparelli în timpul Săptămânii Modei de la Paris

_ Wimbledon sărbătorește centenarul Center Court

_ Prințesele Leonor și Sofia din Spania vizitează un muzeu pentru artistul suprarealist spaniol Salvador Dalí

_ Se lansează o petiție pentru a-l „ține pe Tony Jones la Wimbledon” și a-l înlocui cu Nathan Brown pe Nine

_ Cel mai recent Wimbledon 2022: Nick Kyrgios și Rafael Nadal joacă astăzi după victoria lui Cameron Norrie

_ Fanii Countryfile se îndrăznesc pentru femeile care produc lapte

_ Gabriel Jesus de la Arsenal „dorește să joace ca atacant” după ce a finalizat mutarea de 45 de milioane de lire sterline de la Manchester City

_ Bărbatul, în vârstă de 41 de ani, este acuzat de uciderea unui băiat de 11 ani, care a fost găsit rănit lângă un parc rural și a murit

_ Theatre legend Peter Brook dies, aged 97

_ Sleaze row îi încurajează pe rebelii conservatori într-un complot pentru a rupe regulile partidului și a forța UN ALLT vot asupra viitorului premierului

_ Modelul OnlyFans, în vârstă de 32 de ani, „bucat” după ce a fost arestată pentru problema pungii de gunoi în urmă cu opt ani

_ Victoria Beckham sărbătorește cea de-a 23-a aniversare a nunții împreună cu soțul David, într-un omagiu țâșnic


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

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1445, afisate in 25 pagini.



ieri 20:52 _ TK