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十大最伟大物理学家 物理学家

物理学家原创(十大最伟大的物理学家)2021-06-09 11: 37 CNBETA
据国外媒体报道，来自巴斯大学的物理学家通过与美国的研究人员合作，发现了一种使磁性和超导性在同一种材料 *** 存的新机制 。到目前为止，科学家们只能猜测这种不寻常的共存是如何可能的 。这一发现可能会将绿色能源技术和超导设备应用于下一代计算机硬件的开发 。
巴斯大学的研究人员发现，铁基超导体RbEuFe4As4在-236℃以下具有超导性，但在-258℃以下同时具有超导性和磁性 。
物理学研究生大卫·科洛姆(David Collomb)是西蒙·本丁(Simon Bending)教授领导的研究团队的主要成员 。他说，“在一些材料中，如果你让它们非常冷——比南极冷得多——它们就会变成超导的 。”然而，为了将这种超导性带到下一个应用水平，这种材料需要表现出与磁性共存 。这将使我们能够开发出根据磁原理运行的设备，同时享受超导的好处 。
“问题是超导性通常会在磁力开启时消失 。几十年来，科学家们一直试图探索一种具有这两种特性的材料 。最近，材料科学家已经成功制造了一些这样的材料 。但是，只要我们不明白为什么共存是可能的，找到这些材料就不可能像梳子一样精细 。这项新的研究为我们提供了一种在这两种现象共存时具有非常宽的温度范围的材料，这将使我们能够更密切和详细地研究磁性和超导性之间的相互作用 。希望这将使我们能够确定这种共存的机制 。
在发表于《物理评论快报》的一项研究中，研究小组通过创建超导材料在温度下降时的磁场图，研究了RbEuFe4As4的异常行为 。令他们惊讶的是，他们发现当温度接近-258℃时，涡旋明显变宽，这表明随着磁性的开放，超导性受到强烈抑制 。
这些观察结果与阿贡国家实验室的阿列克谢·科舍列夫博士最近提出的理论模型是一致的 。该理论描述了晶体中铕(Eu)原子的磁涨落对超导性的抑制 。在这里，当材料下降到一定温度以下时，每个Eu原子的磁性方向开始波动，并与其他原子对齐，这使得材料具有磁性 。巴斯大学的研究人员得出结论，超导性虽然被磁效应大大削弱，但并没有被完全破坏 。
“这表明在我们的材料中，磁性和超导性在它们自己的亚晶格中彼此分离，几乎没有相互作用，”科伦布说 。“这项工作极大地促进了我们对这些罕见共存现象的理解，并可能导致未来超导器件的应用 。这将导致对超导和磁性材料的更深入的探索 。我们希望它还能鼓励更多应用领域的研究人员使用这些材料来制造下一代计算设备 。我希望科学界逐渐进入一个时代，我们从蓝天研究转向用这些材料制造设备 。大约10年后，我们可能会看到使用这项技术的原型设备真正发挥作用 。”
Bending教授补充道:“我们的主要结果是磁性的产生强烈抑制了超导性，这相当令人惊讶，而且从表面上看，这似乎与之前在非常相似的样本上的测量结果相矛盾 。然而，RbEuFe4As4是一种极其复杂的材料，其中负责超导的电子和空空穴存在于几个独立的能带中 。每种物质对超导态的贡献不同，与磁性铕原子的相互作用也不同 。因此，任何观察都可能对正在进行的测量的精确细节非常敏感 。
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