由东京工业大学的 Mikio Uezuma 教授领导的一个研究小组成功地生产出一种由激光和镱原子组成的人造晶体。人们认为有可能接近理解固体的新特性,例如超导性。

 晶体是超导现象的阶段,是通过以规则的网格图案重复原子排列而形成的固体。研究电子在其中的行为以澄清这一现象是必不可少的。但是,要对具有电子等量子特性的物体(即粒子和波)进行精确的计算机模拟是不可能的。因此,提出了一种通过实际使用量子粒子来研究这种现象的方法。

由于固体中的电子被分类为一种称为费米子的类型,如果可以将相同类型的粒子排列成网格图案,则可以重现这种现象。在这项研究中,这是通过人造晶体实现的,其中一种称为镱的原子被放置在由激光产生的光学晶格中。镱可以通过调整使用的激光来发展其作为费米子的特性。此外,原子的运动速度比电子慢,因此更容易观察现象。此外,通过改变光学晶格的形状,可以设计成类似于各种物质,这有望导致许多现象的阐明。

未来,我们将继续我们的研究,以阐明固体中的物理现象。特别令人感兴趣的是在更高温度下实现超导性。已经在研究和医疗中投入实际应用的超导需要用液氮连续冷却,这是成本的一​​个原因。如果能够在更高的温度下实现超导状态,将导致冷却成本的降低,并将用于传输网络等与日常生活相关的技术。如果我们能够理解目前还不清楚的超导现象出现的原因,就不是不可能了。

资料来源:【东京工业大学】以单原子分辨率观察到的“由光和原子构成的人造晶体”——利用人造材料探索高温超导体的奥秘——

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