Nueva evidencia de fluctuaciones cuánticas cerca de un punto crítico cuántico en un superconductor

Un estudio ha encontrado evidencia de fluctuaciones cuánticas cerca de un punto crítico cuántico en un superconductor. La teoría sugiere que estos puntos críticos cuánticos pueden ser análogos a los agujeros negros como lugares donde todo tipo de fenómenos extraños pueden existir en un material cuántica.

"Puntos críticos cuánticos son un tema muy caliente e interesante para muchos problemas", dice Wei-Sheng Lee, un científico del Departamento de Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC de Energía e investigador en el Instituto Stanford para Materiales y Ciencias de la Energía (SIMES). "Algunos sugieren que son aún análoga a los agujeros negros en el sentido de que son singularidades, como punto de intersección entre diferentes estados de la materia en un material cuántica, donde se puede obtener todo tipo de comportamiento de los electrones muy extraño a medida que se acerca a ellos. "

Lee y sus colaboradores informaron en la revista Nature Physics hoy que han encontrado una fuerte evidencia de que existen QCPs y sus fluctuaciones asociadas. Se utilizaron una técnica llamada resonante inelástica dispersión de rayos X (RIXS) para investigar el comportamiento electrónico de un material de óxido de cobre, o cuprato, que conduce la electricidad con perfecta eficiencia a temperaturas relativamente altas.

Estos llamados superconductores de alta temperatura son un hervidero campo de la investigación, ya que podrían dar lugar a la transmisión de basura cero de energía, sistemas de transporte eficientes en energía y otras tecnologías futuristas, aunque no se sabe el mecanismo microscópico que subyace detrás de la superconductividad de alta temperatura todavía. Si existen QCPs en cupratos es también un tema muy debatido.

En experimentos en el Diamond Light Source en el Reino Unido, el equipo heló el cuprato a temperaturas inferiores a 90 grados Kelvin (menos 183 grados Celsius), donde se convirtió en superconductores. Se centraron su atención en lo que se conoce como orden de carga, rayas en el material donde los electrones y sus cargas negativas son más densas o más escasa alterna.

Los científicos excitados el cuprato con rayos X y se midieron la luz de rayos X que esparció en el detector RIXS. Esto les permitió trazar cómo las excitaciones propagadas a través del material en forma de vibraciones sutiles, o fonones, en red atómica de la materia, que son difíciles de medir y requieren muy herramientas de alta resolución.

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fuente: DOE/SLAC National Accelerator Laboratory. "New evidence for quantum fluctuations near a quantum critical point in a superconductor." ScienceDaily. ScienceDaily, 31 August 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200831131636.htm>.