.Researchers observe 'locked' electron pairs in a superconductor cuprate

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.Researchers observe 'locked' electron pairs in a superconductor cuprate

연구원들은 초전도체 구리에서 '잠긴' 전자 쌍을 관찰했습니다

연구원들은 초전도체 구리에서 '잠긴' 전자 쌍을 관찰했습니다.

저자: David Krause, SLAC National Accelerator Laboratory 이것은 초전도 물질에서 전자가 어떻게 서로 잠기는지 나타내는 그래픽 그림입니다. 출처: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory August 15, 2024

초전도체와 그 신비한 원자적 특성은 발견된 지 지난 세기 동안 연구자들을 경외하게 했습니다. 이 특수 물질은 에너지 손실 없이 전기가 흐를 수 있게 합니다. 심지어 기차가 공중에 떠오를 수 있게도 합니다. 하지만 초전도체는 일반적으로 매우 낮은 온도에서만 작동합니다. 이러한 물질이 가열되면 일반 도체가 되어 전기가 흐르지만 일부 에너지가 손실됩니다. 또는 전기를 전혀 전도하지 않는 절연체가 됩니다. 연구자들은 더 높은 온도에서 마법을 부릴 수 있는 초전도체 물질을 찾기 위해 열심히 노력해 왔습니다 . 언젠가는 실온 에서도 가능할 것입니다.

그러한 물질을 찾거나 만드는 것은 컴퓨터와 휴대전화에서 전기 그리드와 교통에 이르기까지 현대 기술을 바꿀 수 있습니다. 게다가 초전도체의 독특한 양자 상태는 양자 컴퓨터의 훌륭한 구성 요소이기도 합니다. 이제 연구자들은 초전도체의 필수적인 특성인 전자 페어링이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 높은 온도에서, 그리고 가장 예상치 못한 물질인 반강자성 절연체에서 발생한다는 것을 관찰했습니다.

이 물질은 저항이 전혀 없지만 , 이 발견은 연구자들이 더 높은 온도에서 작동하는 초전도체로 유사한 물질을 설계하는 방법을 찾을 수 있을 것임을 시사합니다. SLAC 국립 가속기 연구소, 스탠포드 대학 및 기타 기관의 연구팀은 Science 에 연구 결과를 발표 했습니다 . "전자 쌍은 초전도체가 될 준비가 되었다는 것을 알려주지만, 무언가가 그들을 막고 있습니다." 스탠포드 응용 물리학 대학원생이자 논문 공동 저자인 Ke-Jun Xu가 말했다.

"쌍을 동기화하는 새로운 방법을 찾을 수 있다면, 그것을 고온 초전도체를 만드는 데 적용할 수 있을 것입니다." 동기화되지 않은 전자 지난 100년 동안 연구자들은 초전도체가 정확히 어떻게 작동하는지에 대해 많은 것을 배웠습니다. 예를 들어, 우리는 물질이 초전도성을 띠려면 전자가 짝을 이루어야 하며, 이 쌍은 일관성이 있어야 합니다. 즉, 전자의 움직임은 동기화되어야 합니다. 전자가 짝을 이루지만 일관성이 없다면 그 물질은 결국 절연체가 될 수 있습니다. 초전도체에서 전자는 댄스 파티에서 침묵하는 두 사람처럼 행동합니다.

처음에는 두 사람 모두 다른 사람과 춤을 추고 싶어하지 않습니다. 하지만 DJ가 두 사람 모두 좋아하는 노래를 틀어주어 두 사람이 편안해질 수 있게 합니다. 두 사람은 서로가 노래를 즐기는 것을 알아차리고 멀리서부터 끌립니다. 두 사람은 짝을 이루었지만 아직 일관성을 갖추지 못했습니다.

연구원들은 초전도체 구리에서 '잠긴' 전자 쌍을 관찰했습니다.

이것은 초전도 물질에서 비동기에서 동기로 이동하는 두 전자의 그래픽 드로잉입니다. 출처: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory

그런 다음 DJ가 두 사람 모두가 절대적으로 좋아하는 새로운 노래를 틀었습니다. 갑자기 두 사람이 짝을 지어 춤을 추기 시작했습니다. 곧 댄스 파티에 있는 모든 사람이 그들의 리드를 따랐습니다. 모두 모여서 같은 새로운 곡에 맞춰 춤을 추기 시작했습니다. 이 시점에서 파티는 일관성을 갖게 되었고 초전도 상태가 되었습니다. 새로운 연구에서 연구자들은 전자가 서로 눈을 마주치고 있지만 춤을 추려고 일어나지는 않는 중간 단계의 전자를 관찰했습니다.

이상하게 행동하는 쿠프라테스 초전도체가 처음 발견된 지 얼마 지나지 않아 연구자들은 전자가 짝을 이루고 춤추게 하는 것이 기본 재료 자체의 진동이라는 것을 발견했습니다. 이러한 종류의 전자 짝짓기는 잘 알려진 기존 초전도체로 알려진 재료 계열에서 발생한다고 SLAC의 Stanford Institute for Materials and Energy Sciences(SIMES)의 스탠포드 교수이자 연구자인 Zhi-Xun Shen이 말했습니다. 기존 초전도체는 일반적으로 주변 압력에서 절대 영도에 가까운 온도, 25켈빈 아래에서 작동합니다. 비통상적인 초전도체(현재 연구에서 구리 산화물 물질 또는 큐프레이트)는 상당히 높은 온도에서 작동하며, 때로는 130켈빈까지 올라갑니다. 큐프레이트에서는 격자 진동을 넘어서는 무언가가 전자를 짝짓기하는 데 도움이 된다고 널리 알려져 있습니다.

연구자들은 그 배후에 무엇이 있는지 정확히 모르지만, 가장 유력한 후보는 변동하는 전자 스핀으로, 전자가 더 높은 각운동량으로 짝짓기하고 춤을 추게 합니다. 이 현상은 파동 채널로 알려져 있으며, 이러한 새로운 상태의 초기 징후는 약 30년 전 SSRL의 실험에서 확인되었습니다. 큐프레이트에서 전자 페어링을 구동하는 요인을 이해하면 더 높은 온도에서 작동하는 초전도체를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 프로젝트에서 과학자들은 다른 구리산염에 비해 최대 초전도 온도가 비교적 낮았기 때문에 깊이 연구되지 않은 구리산염 계열을 선택했습니다(25 켈빈).

더 나쁜 점은 이 계열의 대부분 구성원이 좋은 절연체라는 것입니다. 연구자들은 구리염의 원자적 세부 사항을 보기 위해 재료 샘플에 자외선을 비추었고, 그 결과 재료에서 전자가 방출되었습니다. 전자가 결합되면 방출에 대한 저항이 약간 더 커져 "에너지 갭"이 발생합니다. 이 에너지 갭은 150켈빈까지 지속되어 전자가 약 25켈빈의 제로 저항 상태보다 훨씬 높은 온도에서 쌍을 이룬다는 것을 시사합니다. 이 연구에서 가장 특이한 발견은 쌍이 가장 절연성이 높은 샘플에서 가장 강하다는 것입니다. Shen은 연구에서 사용된 구리산은 실온, 약 300 켈빈에서 초전도성에 도달하는 재료가 아닐 수 있다고 말했습니다. "하지만 다른 초전도체 재료 계열에서는 이 지식을 사용하여 실온에 더 가까이 다가갈 수 있는 힌트를 얻을 수 있을 것입니다."라고 그는 말했습니다.

"저희의 연구 결과는 잠재적으로 풍부한 새로운 길을 열어줍니다."라고 Shen은 말했습니다. "저희는 미래에 이 페어링 갭을 연구하여 새로운 방법을 사용하여 초전도체를 설계하는 데 도움을 줄 계획입니다. 한편으로는 SSRL에서 유사한 실험적 접근 방식을 사용하여 이 비일관적인 페어링 상태에 대한 추가 통찰력을 얻을 계획입니다. 다른 한편으로는 이러한 물질을 조작하여 이러한 비일관적인 쌍을 동기화로 강제할 수 있는 방법을 찾고 싶습니다."

추가 정보: Ke-Jun Xu et al, 전자 도핑된 구리산의 비정상적인 정상 상태 갭, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adk4792 저널 정보: 과학 SLAC 국립 가속기 연구소 에서 제공

https://phys.org/news/2024-08-electron-pairs-superconductor-cuprate.html

mssoms 메모 2408170350

연구원들은 초전도체 구리에서 '잠긴' 전자 쌍을 관찰했다.
초전도체와 그 신비한 원자적 특성은 발견된 지 지난 세기 동안 연구자들을 경외하게 했다. 이 특수 물질은 에너지 손실 없이 전기가 흐를 수 있게 한다. 심지어 기차가 공중에 떠오를 수 있게도 한다.

하지만 초전도체는 일반적으로 매우 낮은 온도에서만 작동한다. 이러한 물질이 가열되면 일반 도체가 되어 전기가 흐르지만 일부 에너지가 손실됩니다. 또는 전기를 전혀 전도하지 않는 절연체가 된다.

ㅡ초전도체 물질은 전자 쌍이 동기화하는 방법으로 구현된다면 샘플 sms.vix.ain을 이용하면 쉽게 상온상압 lk99물질이 실현될 수 있다. 허허
ㅡsms.vix.ain는 일관성이 있는 키랄 선대칭 반강자성체성이지만 온도와 무관한 전자 배열상태를 나타낸다.
ㅡ초전도체가 물질상태에서 벌어지는 일인 만큼, msbase 물질이다. 이 물질이 초전도체로 변하려면 oss.zerosum 이온촉매가 필요하다. 전혀 춤출 생각이 없던 이온 파트너가 msbase.music 진동음이 흐르자, 뮤지션이 춤출 무대에 등장한다. 허허.
그런데 앞서 sms.vix.ain의 반강자성 초전도체 현상과는 많이 다른 분위기이다. 아직 그 낯선 느낌이 뭔지 모르겠고...

d.이러한 종류의 전자 짝짓기는 잘 알려진 기존 초전도체로 알려진 재료 계열에서 발생한다. 기존 초전도체는 일반적으로 주변 압력에서 절대 영도에 가까운 온도, 25ㅡ그런데 나의 msoss가 거대해진 qpeoms를 나타내고 그 크기가 늘어날수록 낮은 사이드 온도가 생긴다는 점. 그러나 더 높은 온도는 중심으로 향하지만 sms.vix.ain 강자성체 초전도체는 msoss 크기온도와는 무관하다는 점. 뭔가 헷갈리는 이 공통점에서 초전도체 물질의 일반적인 매카니즘이 존재할듯 하다. 허허.

어쩌면 그런 초전도체 일반물질이거나 자연현상은 은하급(msbase)이 이상이 되어야 발견되는 게 아닌가 싶다. 허허. 우주에는 거대한 물체들이 왜 그렇게 쉽게 움직이는지 문뜩 궁금했는데 내 추측이 맞으면 대박난다. 쩌어업!

No photo description available.

Source 1. Edit

a. Superconductors generally only work at very low temperatures. When heated, these materials become ordinary conductors, allowing electricity to flow but losing some energy. Or they become insulators, which do not conduct electricity at all.

Researchers have been working hard to find superconducting materials that can perform their magic at higher temperatures, and perhaps even at room temperature. Finding or making such materials could transform modern technology, from computers and cell phones to the electric grid and transportation. Moreover, the unique quantum states of superconductors make them excellent components for quantum computers.

Now researchers have observed that the essential property of superconductors, electron pairing, occurs at much higher temperatures than previously thought, and in a most unexpected material: an antiferromagnetic insulator. While this material has no resistance at all, the discovery suggests that researchers may be able to find ways to design similar materials that operate as superconductors at even higher temperatures.

*Reference 1. A material that is not magnetic overall because the magnetic moments of adjacent atoms are directed in opposite directions is called an antiferromagnet. Antiferromagnets exhibit magnetism when a certain temperature is exceeded. In antiferromagnets, quantized spin waves occur. This is called a magnetic quantum, and is called a ‘magnon’, which is a combination of magnetic and quantum. "Pairs of electrons signal that they are ready to become superconductors, but something is holding them back. If we can find a new way to synchronize the pairs, we could apply that to create high-temperature superconductors.

b. Unsynchronized electrons
Over the past 100 years, researchers have learned a lot about exactly how superconductors work. For example, we know that for a material to be superconductive, electrons must be paired, and these pairs must be coherent. In other words, their movements must be synchronized. If the electrons are paired but not coherent, the material could end up being an insulator.

c. In a superconductor, electrons behave like two people who are silent at a dance party. At first, neither of them wants to dance with the other. But the DJ puts on a song that both of them like, so that they can relax. The two notice that the other enjoys the song and are attracted to each other from afar. The two are paired, but they are not yet coherent.

This is a graphic of two electrons moving from asynchronous to synchronous in a superconducting material. It's a drawing. Then the DJ put on a new song that both of them absolutely loved. Suddenly, the two of them paired up and started dancing. Soon everyone at the dance party followed their lead. Everyone was dancing to the same new tune. At this point, the party became coherent and superconducting.

In a new study, researchers observed electrons in an intermediate state where they are making eye contact but not getting up to dance.

Couprates Behaving Strangely
Not long after superconductors were first discovered, researchers discovered that it was the vibrations of the basic material itself that caused the electrons to pair up and dance.

mssoms note 2408170350

Researchers observed 'locked' electron pairs in superconducting copper.
Superconductors and their mysterious atomic properties have awed researchers for over a century since their discovery. These special materials allow electricity to flow without any loss of energy. They even allow trains to levitate.

However, superconductors generally only work at very low temperatures. When these materials are heated, they become general conductors, allowing electricity to flow but losing some energy. Or they become insulators that do not conduct electricity at all.

- If a superconducting material is implemented in a way that electron pairs synchronize, a room-temperature and pressure lk99 material can be easily realized using the sample sms.vix.ain. Hehe
- sms.vix.ain is a consistent chiral asymmetric antiferromagnetic material, but it shows an electron arrangement state that is independent of temperature.
- Since superconductivity is something that happens in a material state, it is an msbase material. In order for this material to change into a superconductor, an oss.zerosum ion catalyst is needed. The ion partner, who had no intention of dancing at all, appears on the stage where the musician dances when the msbase.music vibration sound flows. Hehe.
However, it is a very different atmosphere from the antiferromagnetic superconducting phenomenon of sms.vix.ain before. I still don't know what that strange feeling is...

d. This kind of electron pairing occurs in a family of materials known as well-known conventional superconductors. Conventional superconductors generally operate at temperatures close to absolute zero, below 25 Kelvin, at ambient pressure.

- But my msoss shows a huge qpeoms, and the lower the side temperature, the larger it is. However, the higher temperature is toward the center, but sms.vix.ain ferromagnetic superconductors are independent of msoss size temperature. In this confusing commonality, it seems that a general mechanism of superconducting materials exists. Hehe.

Maybe such superconducting general materials or natural phenomena are discovered only when the galaxy level (msbase) is abnormal. Hehe. I suddenly wondered why large objects in the universe move so easily. If my guess is correct, it's a jackpot. Up!

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0

Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca