En ny studie fra University of Chicago og Shanxi University har oppdaget en måte å simulere superledning ved hjelp av laserlys. Superledning oppstår når to ark med grafen er litt vridd når de legges sammen. Deres nye teknikk kan brukes til å bedre forstå oppførselen 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 blir vridd mens de stables, kan de transformeres til superledere. Sjeldne materialer som "superledere" har den unike evnen til å overføre energi feilfritt. Superledere er også grunnlaget for dagens magnetiske resonansavbildning, så forskere og ingeniører kan finne mange bruksområder for dem. De har imidlertid flere ulemper, som at de krever kjøling under absolutt null for å fungere skikkelig. Forskerne mener at hvis de forstår fysikken og effektene fullt ut, kan de utvikle nye superledere og åpne opp for ulike teknologiske muligheter. Chins laboratorium og forskningsgruppen Shanxi University har tidligere oppfunnet måter å replikere komplekse kvantematerialer ved å bruke avkjølte atomer og lasere for å gjøre dem lettere å analysere. I mellomtiden håper de å gjøre det samme med et vridd tolagssystem. Så forskerteamet og forskere fra Shanxi University utviklet en ny metode for å "simulere" disse vridde gittrene. Etter avkjøling av 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 gitterne. 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 "superfluiditet", som ligner på superledning. Systemets evne til å endre vridningsorienteringen til to gitter tillot forskerne å oppdage en ny type superfluid i atomer. Forskerne fant ut at de kunne justere styrken til de to gittrenes interaksjon ved å variere intensiteten til mikrobølgene, og de kunne rotere de to gitterne med en laser uten mye anstrengelse - noe som gjør det til et bemerkelsesverdig fleksibelt system. For eksempel, hvis en forsker ønsker å utforske mer enn 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.