پیشرفت کوانتومی در درک ابررسانایی در دمای بالا

خلاصه خبر:

دانشمندان پیشرفت قابل توجهی در درک ابررسانایی در دمای بالا، به ویژه در ابررساناهای کوپرات داشته اند. با استفاده از مدل دو بعدی هابارد، محققان ویژگی‌های کلیدی ابررسانایی کوپرات را بازسازی کرده و پتانسیل آن را برای درک این پدیده نشان دادند. این مدل دارای جابجایی‌های قطری است است و با موفقیت ابررسانایی و سایر ویژگی های مهم مشاهده شده در کوپرات ها را ثبت میکند. این پیشرفت این باور را به چالش می کشد که حل مدل هابارد به یک کامپیوتر کوانتومی نیاز دارد و ارزش محاسبات کلاسیک را برجسته میکند. این یافته ها بینش هایی را در مورد ابررسانایی در دمای بالا و کاربردهای بالقوه آن، مانند قطارهای شناور فوق سریع و انتقال توان بدون تلفات دوربرد ارائه می دهد.

توضیحات تکمیلی:

تحقیقات پیشگامانه بینش های جدیدی را در زمینه مرموز ابررسانایی در دمای بالا ارائه کرده است که نویدهای بسیار زیادی برای پیشرفت های مختلف تکنولوژیکی دارد. در انتشارات اخیر در Science، دانشمندان پیشرفت قابل توجهی در کشف رفتار یک گروه گیج کننده از ابررساناها به نام "کوپرات" داشته اند.

این ابررساناهای کوپرات که در سال 1986 کشف شدند، به دلیل توانایی آنها در حفظ ابررسانایی در دماهای نسبتاً بالا، مدتها محققان را گیج کرده بودند. تیمی از دانشمندان با استفاده از یک مدل ساده به نام مدل دوبعدی هابارد، که مواد را به عنوان الکترون هایی که در یک صفحه شطرنج کوانتومی حرکت می کنند، مفهوم سازی می کند، با موفقیت ویژگی های کلیدی ابررسانایی کوپرات را بازسازی کردند.

محققان با استفاده از جابه‌جایی های قطری  در مدل خود، اساس ابررسانایی و سایر ویژگی های حیاتی مشاهده شده درکوپرات ها را کشف کردند. این پیشرفت نه تنها پتانسیل مدل هابارد را به عنوان یک ابزار قدرتمند برای درک ظهور ابررسانایی برجسته می کند، بلکه این فرض را نیز به چالش می کشد که حل مدل هابارد به یک کامپیوتر کوانتومی نیاز دارد.

این مطالعه بر اهمیت محاسبات کلاسیک در کشف پیچیدگی‌های قلمرو کوانتومی تأکید می‌کند. این یافته‌ها بینش‌های ارزشمندی را در مورد ابررسانایی در دمای بالا ارائه می‌دهند و راه را برای توسعه کاربردهای عملی مانند قطارهای شناور فوق سریع، انتقال توان بدون تلفات دوربرد و ماشین‌های MRI سریع‌تر هموار می‌کنند.

با کشف هر رمز و راز، دانشمندان به استفاده از پتانسیل تبدیل ابررساناهای کوپرات در طیف وسیعی از پیشرفت‌های فناوری نزدیک‌تر می‌شوند.

منبع

Hao Xu et al, Coexistence of superconductivity with partially filled stripes in the Hubbard model, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adh7691