En ny studie fra University of Chicago og Shanxi University har oppdaget en måte å simulere superledelse ved bruk av laserlys. Superledningsevne oppstår når to ark grafen er litt vridd når de er lagdelt sammen. Deres nye teknikk kan brukes til å bedre forstå atferden til materialer og kan potensielt åpne veien for fremtidige kvanteteknologier eller elektronikk. Relevante forskningsresultater ble nylig publisert i tidsskriftet Nature.

For fire år siden gjorde forskere ved MIT en oppsiktsvekkende oppdagelse: Hvis vanlige ark med karbonatomer er vridd når de er stablet, kan de transformeres til superledere. Sjeldne materialer som "superledere" har den unike evnen til å overføre energi feilfritt. Superledere er også grunnlaget for dagens magnetisk resonansavbildning, slik at forskere og ingeniører kan finne mange bruksområder for dem. Imidlertid har de flere ulemper, for eksempel å kreve kjøling under Absolute null for å fungere ordentlig. Forskerne mener at hvis de fullt ut forstår fysikken og effektene, kan de utvikle nye superledere og åpne for forskjellige teknologiske muligheter. Chins lab og Shanxi University Research Group har tidligere oppfunnet måter å gjenskape komplekse kvantematerialer ved bruk av avkjølte atomer og lasere for å gjøre dem enklere å analysere. I mellomtiden håper de å gjøre det samme med et vridd dobbeltlagssystem. Så forskerteamet og forskerne fra Shanxi University utviklet en ny metode for å "simulere" disse tvinnede gitterene. Etter å ha avkjølt atomene, brukte de en laser for å ordne rubidiumatomene i to gitter, stablet oppå hverandre. Forskerne brukte deretter mikrobølger for å lette samspillet mellom de to gitterene. Det viser seg at de to fungerer godt sammen. Partikler kan bevege seg gjennom materialet uten å bli bremset av friksjon, takket være et fenomen kjent som "overfluiditet", som ligner superledelse. Systemets evne til å endre vri -orienteringen til to gitter tillot forskerne å oppdage en ny type overflødig i atomer. Forskerne fant at de kunne stille inn styrken i de to gitters interaksjon ved å variere intensiteten til mikrobølgene, og de kunne rotere de to gitterene med en laser uten mye krefter - noe som gjorde det til et bemerkelsesverdig fleksibelt system. For eksempel, hvis en forsker ønsker å utforske utover to til tre eller til og med fire lag, gjør oppsettet beskrevet ovenfor det enkelt å gjøre det. Hver gang noen oppdager en ny superleder, ser fysikkverdenen opp med beundring. Men denne gangen er resultatet spesielt spennende fordi det er basert på et så enkelt og vanlig materiale som grafen.