En ny studie från University of Chicago och Shanxi University har upptäckt ett sätt att simulera superledningsförmåga med laserljus. Superledningsförmåga uppstår när två ark med grafen är något vridna när de är skiktade ihop. Deras nya teknik kan användas för att bättre förstå materialets beteende och kan potentiellt öppna vägen för framtida kvantteknologier eller elektronik. Relevanta forskningsresultat publicerades nyligen i tidskriften Nature.

För fyra år sedan gjorde forskare vid MIT en häpnadsväckande upptäckt: Om vanliga ark kolatomer är vridna när de staplas, kan de förvandlas till superledare. Sällsynta material som "superledare" har den unika förmågan att överföra energilös. Superledare är också grunden för aktuell magnetisk resonansavbildning, så forskare och ingenjörer kan hitta många användningsområden för dem. De har emellertid flera nackdelar, som att kräva kylning under absolut noll för att fungera korrekt. Forskarna tror att om de fullt ut förstår fysiken och effekterna kan de utveckla nya superledare och öppna upp olika tekniska möjligheter. Chin's Lab och Shanxi University Research Group har tidigare uppfunnit sätt att replikera komplexa kvantmaterial med kylda atomer och lasrar för att göra dem enklare att analysera. Under tiden hoppas de göra samma sak med ett tvinnat tvåskiktssystem. Så forskarteamet och forskare från Shanxi University utvecklade en ny metod för att "simulera" dessa tvinnade gitter. Efter kylning av atomerna använde de en laser för att ordna rubidiumatomerna i två gitter, staplade ovanpå varandra. Forskarna använde sedan mikrovågor för att underlätta interaktionen mellan de två gitterna. Det visar sig att de två fungerar bra tillsammans. Partiklar kan röra sig genom materialet utan att bromsas av friktion, tack vare ett fenomen som kallas "superfluiditet", vilket liknar superledningsförmåga. Systemets förmåga att ändra vridningsorienteringen för två gitter gjorde det möjligt för forskarna att upptäcka en ny typ av överfel i atomer. Forskarna fann att de kunde ställa in styrkan hos de två gitternas interaktion genom att variera mikrovågens intensitet, och de kunde rotera de två gitteren med en laser utan mycket ansträngning - vilket gör det till ett anmärkningsvärt flexibelt system. Till exempel, om en forskare vill utforska bortom två till tre eller till och med fyra lager, gör installationen som beskrivs ovan det enkelt att göra det. Varje gång någon upptäcker en ny superledare ser fysikvärlden upp med beundran. Men den här gången är resultatet särskilt spännande eftersom det är baserat på ett så enkelt och vanligt material som grafen.