Ученые из Университета Гамбурга и Кластера передового опыта, как сообщается, впервые смогли получить убедительные доказательства сверхтекучести в центральной модельной системе – двумерном газовом облаке.
Если исследователи и инженеры-конструкторы смогут достичь сверхпроводимости при комнатной температуре, то есть материала с нулевым электрическим сопротивлением при комнатной температуре, это может привести к революции в отрасли силовой электроники.
Сверхпроводимость имеет жизненно важное значение в электронике, потому что сверхпроводящая электроника сможет обеспечить устройства и схемы свойствами, которые в настоящее время отсутствуют в других известных технологиях. А именно, сверхпроводящая электроника будет гораздо более надежной и эффективной, тратя гораздо меньше энергии из-за потерь тепла.
Исследователи настолько уверены в открытии, что к 2030 году уже ведутся планы по замене существующих электрических сетей на сверхпроводящие электрические сети. Однако, прежде чем это станет возможным, ученым необходимо будет найти способ достижения сверхпроводимости при комнатной температуре и применить его на практике, что оказывается довольно сложной задачей. Здесь еще важным моментом является эффект Джозефсона.
Эффект Джозефсона – это явление сверхтока, тока, который течет бесконечно без приложения к нему напряжения через устройство с джозефсоновским переходом (JJ), которое состоит из двух или более сверхпроводников по слабой связи. Впервые он был обнаружен в 1962 году, и теперь исследователи впервые наблюдают джозефсоновские колебания в двумерном (2D) ферми-газе.
Эти ферми-газы состоят из «дыхания ничего», а именно из газового облака, состоящего всего из нескольких тысяч атомов. Если они охлаждаются до нескольких миллионных долей градуса выше абсолютного нуля, они становятся сверхтекучими. Теперь их можно использовать для изучения сверхтекучих жидкостей, в которых частицы сильно взаимодействуют друг с другом и существуют только в двух измерениях. Эта комбинация, по-видимому, лежит в основе высокотемпературной сверхпроводимости, но об этом мало что известно.
«Мы были поражены тем, как осцилляции Джозефсона были видны в нашем эксперименте. Это явное доказательство фазовой когерентности в нашем ультрахолодном двумерном газе Ферми» – сказал автор исследования Никлас Луик: «Высокая степень контроля над нашей системой также позволила нам измерить критический ток, выше которого сверхтекучесть разрушается».
По мнению исследователей, их открытие могло бы открыть новые возможности для понимания природы сильно коррелированных двумерных сверхтекучих жидкостей, которые трудно моделировать, но, тем не менее, чрезвычайно важно для современной физики и, следовательно, для электротехники.
© digitrode.ru