บาคาร่าเว็บตรง ความประทับใจของศิลปินต่อ kagome lattice สนามทำลายสมมาตรการพลิกกลับเวลาบ่งบอกถึงการมีอยู่ของ “กระแสการโคจร” ที่มีทฤษฎีมายาวนาน วัสดุแปลกใหม่ที่เรียกว่าตัวนำยิ่งยวดคาโงเมะสามารถเป็นเจ้าภาพของสสารที่หายากซึ่งกระแสไฟฟ้าก่อตัวเป็น “ลูป” รอบเซลล์ยูนิตในโครงผลึกของวัสดุ การค้นพบนี้สร้างขึ้นโดยนักวิจัย จากสถาบัน Paul Scherrer
ของสวิตเซอร์แลนด์ร่วมกับผู้ทำงานร่วมกันจากนานาประเทศ
สามารถเปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการที่ตัวนำยิ่งยวดเกิดขึ้นในวัสดุที่มีผลกระทบที่ซับซ้อน เช่น สนามแม่เหล็กที่หงุดหงิดและคำสั่งที่พันกันมีบทบาทสำคัญ
โลหะคาโงเมะได้รับการตั้งชื่อตามเทคนิคการทอตะกร้าแบบญี่ปุ่นดั้งเดิมซึ่งสร้างตาข่ายของสามเหลี่ยมสมมาตรที่แบ่งมุมแบบอินเทอร์เลซ เมื่ออะตอมของโลหะหรือตัวนำอื่นๆ ถูกจัดเรียงในรูปแบบที่เรียกว่าคาโงเมะ อิเล็กตรอนของพวกมันจะมีพฤติกรรมผิดปกติ ทำให้เกิดเฟสอิเล็กทรอนิกส์ที่ขับเคลื่อนด้วยปฏิสัมพันธ์ของสสาร ซึ่งสามารถระบุได้โดยการศึกษาสมมาตรของวัสดุ
ในเฟสอิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าว อิเล็กตรอนจะจัดระเบียบตัวเองให้อยู่ในรูปแบบวงรอบตามพันธะคาโงเมะระหว่างบริเวณต่างๆ ของโครงตาข่ายที่มีประจุไฟฟ้าความเข้มข้นสูงและต่ำ นักวิจัยได้ถกเถียงกันมานานแล้วว่ากระแสวนที่ผิดปกติดังกล่าวอาจเป็นสารตั้งต้นของปรากฏการณ์สสารควบแน่นที่สำคัญ เช่น การนำไฟฟ้ายิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง (ความสามารถในการนำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตที่ 77 K หรือสูงกว่า) หรือเอฟเฟกต์ฮอลล์ผิดปกติของควอนตัมใน ซึ่งวัสดุแสดงแรงดันตกคร่อมเชิงปริมาณในทิศทางขวางการไหลของกระแสไฟฟ้าแม้ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอก
สถานะของสสารที่หายาก
ทีมข้ามชาติที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการ PSI’s Laboratory for Muon Spin Spectroscopyได้ระบุลายเซ็นของเฟสดังกล่าวในวัสดุ kagome superlattice ด้วยสูตรทางเคมี KV 3 Sb 5ซึ่งกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิวิกฤตที่ 1.2 K หลังจาก นักวิจัยยังพบหลักฐานว่าสนามแม่เหล็กเหล่านี้ทำลาย “สมมาตรการกลับตัวของเวลา” ซึ่งกำหนดให้กฎของฟิสิกส์ต้องดูเหมือนกันโดยไม่คำนึงว่าเวลาจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหรือข้างหลัง
นักฟิสิกส์ใช้เทคนิคที่เรียกว่า muon spin rotation/relaxation spectroscopy (uSR) เพื่อตรวจหาสัญญาณบอกเล่าของการทำลายเวลา-การกลับตัว-สมมาตร มิวออนเป็นอนุภาคมูลฐานที่คล้ายกับอิเล็กตรอน แต่มีมวลมากกว่า 200 เท่าของอิเล็กตรอน พวกมันมีอายุขัยจำกัด และในตอนท้าย พวกมันสลายตัวเป็นอนุภาคที่เบากว่า เช่น โพซิตรอน ซึ่งเป็นปฏิปักษ์ของอิเล็กตรอน
ในการศึกษาปัจจุบัน ซึ่งอธิบายไว้ในธรรมชาตินักฟิสิกส์ได้ฝังมิวออนลงในตัวอย่างKV 3 Sb 5 มิวออนมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นผ่านโมเมนตัมเชิงมุมภายใน ซึ่งไวต่อสนามแม่เหล็กที่เกิดจากวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งหมายความว่าเมื่อมิวออนสลายตัวเป็นโพซิตรอน วิธีที่โพลาไรเซชันของโมเมนตัมเชิงมุมวิวัฒนาการไปพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของเวลาในลักษณะที่บ่งบอกถึงการมีอยู่ของลูปดังกล่าว
เอฟเฟกต์ฮอลล์ผิดปกติของควอนตัมอาจมาจากกระแสโคจร ทีมงานสังเกตการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นระบบในสัญญาณแม่เหล็กและได้ข้อสรุปว่าสมมาตรการย้อนเวลาแตกสลายใน KV 3 Sb 5ที่ 80 K ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เกิดกระแสลูป สิ่งที่น่าสนใจคือ วัสดุดังกล่าวยังแสดงเอฟเฟกต์ฮอลล์ผิดปกติของควอนตัมขนาดยักษ์ที่อุณหภูมินี้ ผลกระทบนี้ไม่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้
แต่นักวิจัยของ PSI กล่าวว่าผลลัพธ์ของพวกเขาให้หลักฐาน
ที่ดีที่สุดว่าเกิดจากกระแสโคจร สมมติฐานนี้ เป็นที่ถกเถียงกันมานานสำหรับ Kagome superlattices ยังสามารถนำไปใช้กับตัวนำยิ่งยวดแหกคอกอื่น ๆ ที่แสดงเอฟเฟกต์ฮอลล์ผิดปกติของควอนตัมขนาดใหญ่ เช่น กราฟีน
“โดยปกติ กระแสวนรอบเหล่านี้ตรวจจับได้ยาก เนื่องจากสัญญาณมักจะอ่อนเกินไป” หัวหน้าทีมZurab Guguchiaอธิบาย “เราเอาชนะปัญหานี้ได้ด้วยการใช้สนามแม่เหล็กสูงถึง 9.5 Tesla เพื่อขยายการตอบสนองทางอิเล็กทรอนิกส์” ภาพโครงสร้างตาข่าย Kagome หน้าลายคาโงเมะทำให้เกิดแม่เหล็กในวัสดุอินทรีย์ 2 มิติ
นักวิจัยกล่าวว่าการค้นพบสนามทำลายสมมาตรแบบย้อนเวลา – ซึ่งหมายถึงทั้งกระแสการโคจรและลำดับประจุที่แปลกประหลาดที่ก่อให้เกิดพวกเขา – เปิดประตูสู่ “ลู่ทางที่แปลกใหม่ของฟิสิกส์และการวิจัยอุปกรณ์ยุคหน้า” พวกเขาเสริมว่าแนวคิดของกระแสโคจรยังเป็นพื้นฐานของ “ออร์บิทรอนิกส์” ซึ่งระดับความเป็นอิสระของวงโคจรถูกใช้เป็นสื่อกลางในอุปกรณ์โซลิดสเตต
นักวิจัยรับทราบว่ายังไม่มีมติเกี่ยวกับโครงสร้างช่องว่างตัวนำยิ่งยวดในวัสดุคาโงเมะด้วยสูตร AV 3 Sb 5 (โดยที่ A สามารถเป็น K, Rb หรือ Cs) พวกเขาเชื่อว่าการขาดฉันทามตินี้เกิดจาก “ความท้าทายในการดำเนินการศึกษาทางสเปกโตรสโกปีภายใต้สภาวะสุดขั้ว ซึ่งรวมถึงอุณหภูมิที่ต่ำมากและความกดดันสูง” พวกเขาวางแผนที่จะจัดการกับสิ่งกีดขวางเหล่านี้โดยทำการทดลองผ่อนคลายมิวออนสปินแบบ zero-field, high-field และ high-pressure muon spin
เพื่อตรวจสอบการมีปฏิสัมพันธ์โดยตรงระหว่างลำดับประจุ chiral และความเป็นตัวนำยิ่งยวดในแผนภาพเฟสแรงดันอุณหภูมิของ AV 3 Sb 5. Guguchia บอกกับ Physics Worldว่า“สิ่งนี้จะช่วยให้เราประเมินไม่เพียงแต่ลักษณะการทำลายสมมาตรแบบย้อนเวลาของสองสถานะนี้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิวัฒนาการของการกระตุ้นตัวนำยิ่งยวดพลังงานต่ำด้วย เนื่องจากลำดับประจุถูกระงับภายใต้แรงกดดัน” บาคาร่าเว็บตรง
