mercoledì 10 maggio 2017

Esperimenti superconduttività


I fisici hanno dimostrato teoricamente che una corrente superconduttiva di elettroni può essere indotta a fluire da un nuovo tipo di meccanismo di trasporto: il potenziale flusso di informazioni. Questo fenomeno insolito è previsto per esistere nei canali chirali-canali in cui gli elettroni sono solitamente limitati a scorrere in una sola direzione - ma non sono mai stati teoricamente dimostrati prima d'ora.


I fisici Xiao-Li Huang e Yuli V. Nazarov presso l'Università di Tecnologia di Delft in Olanda hanno pubblicato un documento sulla supercorrente indotta dal potenziale  in un recente numero di Physical Review Letters .
Come spiegano gli scienziati, un meccanismo di trasporto per gli elettroni che si basa sul trasferimento di informazioni è senza precedenti e finora non è mai stato osservato. Inoltre, si ritiene che i canali chirali non siano in grado di trasportare una corrente superconduttiva (una con scarsa resistenza) a tutti. Quindi è abbastanza sorprendente che una supercorrente possa essere indotta in un canale chirale in primo luogo, e soprattutto da un meccanismo così esotico.


Articolo

"Uno dei maggiori ostacoli per sfruttare la superconduttività nella tecnologia quotidiana è che i superconduttori più promettenti tendono a diventare isolanti ad alte temperature e per concentrazioni basse di doping", hanno spiegato gli scienziati. "Questo è perché gli elettroni tendono a respingersi a vicenda invece di accoppiarsi e muoversi nella direzione del flusso attuale". Per studiare questo fenomeno, i ricercatori si sono concentrati su uno specifico superconduttore con proprietà fisiche e chimiche altamente complesse, essendo composto da quattro diversi elementi tra cui rame e ossigeno. "Utilizzando un impulso laser, abbiamo guidato il materiale dal suo stato di equilibrio: un secondo impulso ultra-corto ci ha permesso di disintegrare i componenti che caratterizzano l'interazione tra gli elettroni mentre il materiale stava tornando all'equilibrio. Prendendo una serie di istantanee delle diverse proprietà di quel materiale in momenti diversi ".
Attraverso questo approccio, gli scienziati hanno scoperto che "in questo materiale, la repulsione tra gli elettroni e quindi le loro proprietà isolanti scompare anche a temperatura ambiente. È un'attrazione molto interessante, in quanto questo è il prerequisito essenziale per trasformare un materiale in un superconduttore." Qual è il passo successivo per raggiungere questo obiettivo? "Saremo in grado di prendere questo materiale come punto di partenza e modificare la sua composizione chimica, ad esempio", hanno spiegato i ricercatori. Dopo aver scoperto che esistono i prerequisiti per produrre un superconduttore a temperatura  , gli scienziati ora dispongono di nuovi strumenti per trovare la giusta ricetta: cambiando alcuni ingredienti, potrebbero non essere troppo lontani dalla formula giusta.
Le sue applicazioni? Il campo magnetico generato passando una corrente attraverso un superconduttore potrebbe essere utilizzato per una nuova generazione di treni di levitazione magnetica come quella che già collega Shanghai al suo aeroporto, con prestazioni e efficienza molto migliori. Nella diagnostica, sarebbe possibile generare campi magnetici molto grandi in spazi estremamente piccoli, rendendo così possibile eseguire un'immagine di risonanza magnetica ad alta precisione su una scala molto ridotta. Nel settore del trasporto di energia o della microelettronica, i superconduttori ad alta temperatura forniranno un'alta efficienza e, contemporaneamente, notevoli risparmi energetici.

Articolo