Een nieuwe studie van de Universiteit van Chicago en de Shanxi University heeft een manier ontdekt om supergeleiding te simuleren met behulp van laserlicht. Supergeleiding treedt op wanneer twee bladen grafeen enigszins gedraaid zijn omdat ze aan elkaar worden gelaagd. Hun nieuwe techniek kan worden gebruikt om het gedrag van materialen beter te begrijpen en kan mogelijk de weg openen voor toekomstige kwantumtechnologieën of elektronica. Relevante onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

Vier jaar geleden deden onderzoekers van MIT een verrassende ontdekking: als regelmatig vellen koolstofatomen worden gedraaid als ze worden gestapeld, kunnen ze worden omgezet in supergeleiders. Zeldzame materialen zoals "supergeleiders" hebben het unieke vermogen om energie feilloos over te dragen. Supergeleiders vormen ook de basis van de huidige beeldvorming van de magnetische resonantie, zodat wetenschappers en ingenieurs veel toepassingen voor hen kunnen vinden. Ze hebben echter verschillende nadelen, zoals het vereisen van koeling onder absolute nul om correct te functioneren. De onderzoekers geloven dat als ze de fysica en effecten volledig begrijpen, ze nieuwe supergeleiders kunnen ontwikkelen en verschillende technologische mogelijkheden kunnen openen. Chin's Lab en de Shanxi University Research Group hebben eerder manieren uitgevonden om complexe kwantummaterialen te repliceren met behulp van gekoelde atomen en lasers om ze gemakkelijker te analyseren te maken. In de tussentijd hopen ze hetzelfde te doen met een gedraaid dubbellaagse systeem. Dus het onderzoeksteam en de wetenschappers van de Shanxi University hebben een nieuwe methode ontwikkeld om deze gedraaide roosters te "simuleren". Na het afkoelen van de atomen gebruikten ze een laser om de rubidiumatomen in twee roosters te regelen, op elkaar gestapeld. De wetenschappers gebruikten vervolgens magnetrons om de interactie tussen de twee roosters te vergemakkelijken. Het blijkt dat de twee goed samenwerken. Deeltjes kunnen door het materiaal bewegen zonder te worden vertraagd door wrijving, dankzij een fenomeen dat bekend staat als 'superfluiditeit', dat vergelijkbaar is met supergeleiding. Het vermogen van het systeem om de draaiingsoriëntatie van twee roosters te wijzigen, stelde de onderzoekers in staat om een ​​nieuw soort superfluïde in atomen te detecteren. De onderzoekers ontdekten dat ze de sterkte van de interactie van de twee roosters konden afstemmen door de intensiteit van de magnetrons te variëren, en ze konden de twee roosters zonder veel moeite met een laser draaien - waardoor het een opmerkelijk flexibel systeem is. Als een onderzoeker bijvoorbeeld meer dan twee tot drie of zelfs vier lagen wil verkennen, maakt de hierboven beschreven opstelling het gemakkelijk om dit te doen. Elke keer dat iemand een nieuwe supergeleider ontdekt, kijkt de fysica -wereld op met bewondering. Maar deze keer is het resultaat bijzonder opwindend omdat het gebaseerd is op zo'n eenvoudig en gemeenschappelijk materiaal als grafeen.