科学家使用量子模拟器观察长期预测的超导特性

新的见解可以帮助科学家使超导材料变得更加坚固和有用。

来源:美国国家标准与技术研究院__物理信息
研究人员观察到超导体相互作用的新阶段,这可能有助于构建更坚固的超导体。图片来源:JILA/Steven Burrows
研究人员观察到超导体相互作用的新阶段,这可能有助于构建更坚固的超导体。图片来源:JILA/Steven Burrows

研究人员观察到超导体相互作用的新阶段,这可能有助于构建更坚固的超导体。

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超导性让物理学看起来像魔术。在低温下,超导材料允许电流无限流动,同时排出外部磁场,使其悬浮在磁铁上方。MRI、磁悬浮列车和高能粒子加速器使用超导性,超导性在量子计算、量子传感器和量子测量科学中也发挥着至关重要的作用。有一天,超导电网可能会以前所未有的效率输送电力。

然而,科学家无法完全控制传统的超导体。这些固体材料通常由多种原子组成,结构复杂,难以在实验室中操纵。当温度或压力突然上升等突然变化导致超导体失去平衡时,研究会发生什么就更加困难了。

量子理论预测了超导体失去平衡时会出现的有趣行为。但在实验室中扰动这些材料而不破坏其微妙的超导特性是一项挑战,因此这些预测未经检验。

然而,科学家可以通过研究气体中完全可控的原子阵列来获得令人惊讶的超导性深刻见解。这是 JILA 研究合作的方法,JILA 是美国国家标准与技术研究所 (NIST) 和科罗拉多大学博尔德分校的联合研究所。

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‘这些东西有多坚固?’