Neue Beweise für Quantenfluktuationen in der Nähe eines quantenkritischen Punktes in einem Supraleiter

„Quantum kritischen Punkte sind ein sehr heißes Thema und interessant für viele Probleme“, sagt Wei-Sheng Lee, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Department of Energy SLAC National Accelerator Laboratory und Ermittler mit dem Stanford-Institut für Materialien und Energie Wissenschaften (SIMES). „Einige schlagen vor, dass sie sogar analog zu schwarzen Löchern in dem Sinne sind, dass sie Singularitäten sind, punktförmige Kreuzungen zwischen verschiedenen Zuständen der Materie in einem Quantenmaterial, wo Sie alle Arten von sehr seltsam Elektronen Verhalten bekommen können, wie Sie sich ihnen nähern. "

Lee und seine Mitarbeiter berichteten in Nature Physics heute, dass sie starke Beweise gefunden haben, dass QCPs und ihre zugehörigen Schwankungen bestehen. Sie verwendeten eine Technik namens resonant inelastischen Röntgenstreuung (RIXS), um das elektronische Verhalten eines Kupferoxids Material Sonde oder Cuprat, das leitet Strom mit perfekter Effizienz bei relativ hohen Temperaturen.

Diese sogenannten Hochtemperatur-Supraleiter tummeln einen Bereich der Forschung, weil sie Anlass zu Null-Abfall-Übertragung von Energie geben könnten, energieeffiziente Transportsysteme und anderen futuristischer Technologien, obwohl niemand den zugrunde liegenden mikroskopischen Mechanismus hinter Hochtemperatur-Supraleitung weiß noch. Ob QCPs in Kuprate existiert, ist auch ein heiß diskutiertes Thema.

In Experimenten an der Diamond Light Source in Großbritannien, gekühlt das Team die Cuprat auf Temperaturen unter 90 Grad Kelvin (minus 183 Grad Celsius), wo sie supraleitende wurde. Sie richteten ihre Aufmerksamkeit auf das, was als Ladungsordnung bekannt ist, abwechselnde Streifen in dem Material, in dem Elektronen und ihre negativen Ladungen sind dichter oder spärlicher.

Die Wissenschaftler erregten den Cuprat mit Röntgenstrahlen und das Röntgenstrahl-Licht gemessen, das in den Detektor gestreut RIXS. Damit konnten sie abzubilden, wie die Anregungen durch das Material in Form von subtilen Schwingungen ausbreiten, oder Phononen im Atomgitter des Materials, das und erfordert sehr hochauflösenden Tools zu messen ist hart.

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