Chicagon yliopiston ja Shanxin yliopiston uusi tutkimus on löytänyt tavan simuloida suprajohtavuutta laservalolla. Suprajohtavuus tapahtuu, kun kaksi grafeenilevyä kierretään hieman, kun ne kerrostuvat yhteen. Heidän uutta tekniikkaansa voitaisiin käyttää materiaalien käyttäytymisen ymmärtämiseen paremmin ja se voisi mahdollisesti avata tien tulevaisuuden kvanttiteknologioille tai elektroniikalle. Asiaankuuluvat tutkimustulokset julkaistiin äskettäin Nature-lehdessä.

Neljä vuotta sitten MIT:n tutkijat tekivät hätkähdyttävän löydön: Jos tavalliset hiiliatomilevyt kiertyvät pinotessaan, ne voidaan muuttaa suprajohtimiksi. Harvinaisilla materiaaleilla, kuten "suprajohteilla", on ainutlaatuinen kyky siirtää energiaa virheettömästi. Suprajohteet ovat myös nykyisen magneettikuvauksen perusta, joten tutkijat ja insinöörit voivat löytää niille monia käyttötarkoituksia. Niissä on kuitenkin useita haittoja, kuten se, että ne vaativat jäähdytystä alle absoluuttisen nollan toimiakseen kunnolla. Tutkijat uskovat, että jos he ymmärtävät täysin fysiikan ja vaikutukset, he voivat kehittää uusia suprajohtimia ja avata erilaisia ​​teknologisia mahdollisuuksia. Chinin laboratorio ja Shanxin yliopiston tutkimusryhmä ovat aiemmin keksineet tapoja replikoida monimutkaisia ​​kvanttimateriaaleja käyttämällä jäähdytettyjä atomeja ja lasereita, jotta ne olisi helpompi analysoida. Sillä välin he toivovat tekevänsä saman kierretyllä kaksikerroksisella järjestelmällä. Niinpä tutkimusryhmä ja Shanxin yliopiston tutkijat kehittivät uuden menetelmän näiden kierrettyjen ristikoiden "simulointiin". Atomien jäähdyttämisen jälkeen he järjestivät rubidiumatomit laserilla kahdeksi hilaksi, jotka oli pinottu päällekkäin. Sitten tutkijat käyttivät mikroaaltoja helpottaakseen kahden hilan välistä vuorovaikutusta. Osoittautuu, että nämä kaksi toimivat hyvin yhdessä. Hiukkaset voivat liikkua materiaalin läpi ilman, että kitka hidastaa niitä, kiitos ilmiön, joka tunnetaan nimellä "superfluidity", joka on samanlainen kuin suprajohtavuus. Järjestelmän kyky muuttaa kahden hilan kiertosuuntaa mahdollisti tutkijoiden havaitsemisen atomeista uudenlaisen supernesteen. Tutkijat havaitsivat, että he pystyivät säätämään kahden hilan vuorovaikutuksen voimakkuutta muuttamalla mikroaaltojen intensiteettiä, ja he pystyivät pyörittämään kahta hilaa laserilla ilman paljon vaivaa - mikä teki siitä erittäin joustavan järjestelmän. Jos tutkija esimerkiksi haluaa tutkia kahden tai kolmen tai jopa neljän kerroksen yli, yllä kuvattu järjestely tekee sen helpoksi. Joka kerta kun joku löytää uuden suprajohteen, fysiikan maailma katsoo ylös ihaillen. Mutta tällä kertaa tulos on erityisen jännittävä, koska se perustuu niin yksinkertaiseen ja yleiseen materiaaliin kuin grafeeni.