W Chinach fluktuacje próżni podniosły temperaturę krytyczną NbSe2 o 5,4% — ScienceDaily
W Chinach badacze pod kierownictwem specjalistów z University of Science and Technology of China wykazali, że kwantowe fluktuacje próżni mogą wzmacniać nadprzewodnictwo. Temperatura krytyczna sześciowarstwowego urządzenia z diselenku niobu (NbSe2) wzrosła nawet o 5,4%, informuje ScienceDaily.
Nadprzewodnik w wnęce terahercowej
Zespół umieścił NbSe2 w terahercowej „ciemnej” wnęce z rezonatorem pierścieniowym z przerwą. Taki układ zmienia środowisko elektromagnetyczne wokół materiału i, jak wyjaśniają autorzy, może znacznie wzmacniać fluktuacje próżni, które w wolnej przestrzeni są zazwyczaj zbyt słabe, aby zauważalnie wpływać na makroskopowe układy materii skondensowanej.
Naukowcy porównali właściwości nadprzewodzące NbSe2 wewnątrz wnęki i poza nią. Odnotowali wzrost temperatury krytycznej — temperatury, poniżej której materiał przechodzi w stan nadprzewodzący. W pobliżu tego przejścia znacznie wzrosły również prąd krytyczny i krytyczne pole magnetyczne.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Eksperymenty kontrolne i model
Autorzy zmieniali geometrię i częstotliwość charakterystyczną wnęki, grubość materiałów, komponenty dielektryczne oraz metalowe paski. Według ich wniosków efektu nie można wyjaśnić odkształceniem materiału, jego degradacją, niejednorodnością ani ekranowaniem metalicznym.
Wzmocnienie nadprzewodnictwa miało charakter rezonansowy i osiągało maksimum przy określonej częstotliwości wnęki. Model teoretyczny opracowany przez grupę Qing-Donga Jianga z udziałem Franka Wilczka zakłada, że stan nadprzewodzący oddziałuje z wirtualnymi fotonami wnęki. Zgodnie z tą interpretacją interakcja ta obniża energię stanu nadprzewodzącego i czyni go bardziej stabilnym.
Bezkontaktowy wpływ na stany kwantowe
Badacze określają to podejście jako bezkontaktowy sposób kontrolowania kwantowych stanów materii: materiału nie trzeba bezpośrednio wzbudzać zewnętrznym źródłem energii, lecz zmienia się jego próżniowe otoczenie elektromagnetyczne. Dalsza optymalizacja rezonatorów i materiałów może wzmocnić oraz rozszerzyć zastosowanie tej metody w innych układach kwantowych.
