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La supercondittuvità ad alta temperatura in alcuni composti del ferro hanno originane dagli spin degli elettroni, in contrasto con quanto succede nella superconduttività a bassa temperatura convenzionale.
Un nuovo esperimento su una classe di superconduttori contenenti ferro scoperti di recente hanno messo in luce una circostanza inaspettata: la capacità di condurre elettricità senza resistenza è direttamente connessa con le proprietà di spin dei suoi elettroni.
I risultati - illustrati in un articolo apparso sulla rivista "Physical Review Letters" - chiariscono la natura fondamentale della superconduttività ad alta temperatura, come sottolinea uno degli autori Qimiao Si, fisico della Rice University.
Gli esperimenti, condotti in collaborazione con l'Università del Tennessee, con l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL), con il National Institute of Standards and Technology (NIST), e con l'Accademia cinese delle scienze, puntavano a verificare sperimentalmente le previsioni teoriche pubblicate da Si e collaboratori sui "Proceedings of the National Academy of Sciences" nello scorso mese di marzo.
La scoperta della superconduttività ad alta temperatura nella ceramiche a ossido di rame nel 1986 ha portato a comprendere che gli effetti quantistici nei materiali elettronici sono molto più complessi di quanto ritenuto precedentemente. Una migliore comprensione dei processi che sottostanno al fenomeno potrebbero portare, secondo gli esperti, a rivoluzionare la costruzione di generatori elettrici, scanner per la risonanza magnetica nucleare, treni ad alta velocità e altri dispositivi.
Variando le dimensioni di alcuni atomi è possibile infatti calibrare le fluttuazioni quantistiche del materiale che possono creare punti critici quantistici di tipo magnetico, stati che si presentano quando il materiale si trova in corrispondenza une transizione di fase da uno stato quantistico a un altro.
In quest'ultimo esperimento i test sono stati effettuati bombardando con neutroni i campioni di composti di ferro arseniuro, parenti non dopati degli pnicitidi, una classe di materiali che hanno dimostrato proprietà di superconduzione nel 2008.
Gli esperimenti hanno corroborato le previsioni teoriche, permettendo di determinare che il grado di dell'orientamento degli spin degli atomi nei materiali veniva ridotto quando gli atomi di arsenico erano sostituiti con gli atomi di fosforo, leggermente più piccoli.
"Abbiamo trovato la prima prova diretta che in questi materiali esiste un punto critico quantistico”, ha sottolineato Si.
"La scoperta di un punto critico quantistico negli pnictidi di ferro apre la strada a nuove opportunità di ricerca su questa importante classe di materiali”, ha aggiunto Pengcheng Dai, ricercatore dell'Università del Tennessee/ORNL.
"I risultati della nostra ricerca sostengono la teoria che la supercondittuvità ad alta temperatura negli pnictidi del ferro si originano dagli spin degli elettroni: ciò è in contrasto con ciò che succede nella superconduttività a bassa temperatura convenzionale, che è causata invece dalle vibrazioni ioniche.” (fc)
I risultati - illustrati in un articolo apparso sulla rivista "Physical Review Letters" - chiariscono la natura fondamentale della superconduttività ad alta temperatura, come sottolinea uno degli autori Qimiao Si, fisico della Rice University.
Gli esperimenti, condotti in collaborazione con l'Università del Tennessee, con l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL), con il National Institute of Standards and Technology (NIST), e con l'Accademia cinese delle scienze, puntavano a verificare sperimentalmente le previsioni teoriche pubblicate da Si e collaboratori sui "Proceedings of the National Academy of Sciences" nello scorso mese di marzo.
La scoperta della superconduttività ad alta temperatura nella ceramiche a ossido di rame nel 1986 ha portato a comprendere che gli effetti quantistici nei materiali elettronici sono molto più complessi di quanto ritenuto precedentemente. Una migliore comprensione dei processi che sottostanno al fenomeno potrebbero portare, secondo gli esperti, a rivoluzionare la costruzione di generatori elettrici, scanner per la risonanza magnetica nucleare, treni ad alta velocità e altri dispositivi.
Variando le dimensioni di alcuni atomi è possibile infatti calibrare le fluttuazioni quantistiche del materiale che possono creare punti critici quantistici di tipo magnetico, stati che si presentano quando il materiale si trova in corrispondenza une transizione di fase da uno stato quantistico a un altro.
In quest'ultimo esperimento i test sono stati effettuati bombardando con neutroni i campioni di composti di ferro arseniuro, parenti non dopati degli pnicitidi, una classe di materiali che hanno dimostrato proprietà di superconduzione nel 2008.
Gli esperimenti hanno corroborato le previsioni teoriche, permettendo di determinare che il grado di dell'orientamento degli spin degli atomi nei materiali veniva ridotto quando gli atomi di arsenico erano sostituiti con gli atomi di fosforo, leggermente più piccoli.
"Abbiamo trovato la prima prova diretta che in questi materiali esiste un punto critico quantistico”, ha sottolineato Si.
"La scoperta di un punto critico quantistico negli pnictidi di ferro apre la strada a nuove opportunità di ricerca su questa importante classe di materiali”, ha aggiunto Pengcheng Dai, ricercatore dell'Università del Tennessee/ORNL.
"I risultati della nostra ricerca sostengono la teoria che la supercondittuvità ad alta temperatura negli pnictidi del ferro si originano dagli spin degli elettroni: ciò è in contrasto con ciò che succede nella superconduttività a bassa temperatura convenzionale, che è causata invece dalle vibrazioni ioniche.” (fc)
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