El estudio de Cornell puede explicar variaciones de temperaturas del superconductor

Experimentos nuevos en la Universidad de Cornell han verificado una teoría, que las variaciones en la distancia entre átomos en superconductores cuprate generan diferencias de la temperatura en la que el material comienza a superconducir. Un mejor entendimiento del proceso podría conducir a superconductores que trabajan en temperaturas más altas.

La investigación fue divulgada el 4 de marzo en la que se informa de los procedimientos de la National Academy of Sciences. Los superconductores son materiales que conducen la electricidad prácticamente sin resistencia. Si bien muchos superconductores sólo funcionan a temperaturas dentro de unos grados de cero absoluto y debe ser enfriado con helio líquido, una clase de óxidos de cobre conocida como cuprates, que contiene "dopant" átomos de otros elementos además de cobre y oxígeno, superconductores a temperaturas que van de 26 a 148 Kelvin (-248 a -125 Celsius) y puede ser enfriado con menos nitrógeno líquido de alto precio. Pero nadie ha explicado la amplia variación en las temperaturas de los superconductores , que varían con las combinaciones de las impurezas agregadas al óxido de cobre.

El estudio de Cornell puede explicar variaciones de temperaturas del superconductor
Dentro de la mayoría de los cristales del cuprate, los átomos del cobre y de oxígeno se ordenan en pirámides, con un átomo de oxígeno en el ápice. Los teóricos han propuesto que la superconductividad se puede modificar cuando los dopants alteran la estructura cristalina y empujan el átomo del ápice hacia abajo o de lado, cambiando la manera que sus electrones trabajan recíprocamente con los átomos en la base de la pirámide.

Para probar esta idea, un equipo de Cornell conducido por James Slezak, estudiante graduado que trabajaba con J.C. Séamus Davis, profesor de física de Cornell, estudió un cuprate cuya estructura cristalina varía en la repetición de ondas a través del cristal. Utilizando un microscopio de efecto túnel que puede resolver las distancias subatómicas, los investigadores compararon una imagen física que mostró el aumento de periódicos y la caída de las distancias entre átomos en el cristal con señales eléctricas que representan el proceso de emparejamiento de los electrones. De hecho, el apareamiento del electrón era más fuerte en los lugares en donde el átomo de oxígeno fue lanzado hacia abajo. La teoría dice que la superconductividad ocurre cuando los electrones se unan en pares que pueden moverse a través del cristal con más libertad que solo los electrones.

"Esto demuestra que pegar los pares juntos es una propiedad de cada unidad de células de cristal, no una propiedad del material," dijo Davis.

Los investigadores también verificaron que el apareamiento de electrón es más probable en los alrededores de átomos dopant, en posiciones completamente arbitrarias en el cristal. Ambos efectos ocurren al mismo tiempo, dijo Davis, y ambos son resultado de exprimir de la pirámide de óxido cobre. " Usted no necesita dos explicaciones diferentes, " dijo.

Los coautores del documento incluyen al investigador de Cornell con postdoctorado Jinho Lee y el estudiante graduado Miao Wang así como científicos en la Universidad de Colorado, la Universidad de Florida, la Universidad de Copenhague y la Universidad de Tokio. La investigación fue apoyada por la Fundación de Ciencia Nacional, Brookhaven el Laboratorio Nacional, la Oficina de Investigación Naval, el Ministerio japonés de Ciencia y la Educación y Japón la Sociedad para la Promoción de Ciencia.

Título: Cornell study may explain variations in superconducting temperatures
Enlace del artículo completo en inglés:
Fuente original (en inglés): cornell.edu


Traducido por: electronica2000.com (disculpas por errores que puedan haber en la traducción).

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