En ny studie från University of Chicago och Shanxi University har upptäckt ett sätt att simulera supraledning med laserljus. Supraledning uppstår när två ark grafen vrids lätt när de läggs ihop. Deras nya teknik kan användas för att bättre förstå materialens 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 av kolatomer vrids när de staplas kan de omvandlas till supraledare. Sällsynta material som "supraledare" har den unika förmågan att överföra energi felfritt. Supraledare är också grunden för nuvarande magnetisk resonansavbildning, så forskare och ingenjörer kan hitta många användningsområden för dem. De har dock flera nackdelar, som att de kräver kylning under absolut noll för att fungera korrekt. Forskarna tror att om de till fullo förstår fysiken och effekterna kan de utveckla nya supraledare och öppna upp olika tekniska möjligheter. Chins labb och Shanxi University forskargrupp har tidigare uppfunnit sätt att replikera komplexa kvantmaterial med hjälp av kylda atomer och lasrar för att göra dem lättare att analysera. Under tiden hoppas de kunna göra detsamma med ett vridet dubbelskiktssystem. Så forskargruppen och forskare från Shanxi University utvecklade en ny metod för att "simulera" dessa vridna galler. Efter att ha kylt 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 gittren. 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 supraledning. Systemets förmåga att ändra vridningen av två gitter gjorde det möjligt för forskarna att upptäcka en ny typ av superfluid i atomer. Forskarna fann att de kunde ställa in styrkan i de två gitters interaktion genom att variera intensiteten på mikrovågorna, och de kunde rotera de två gittren med en laser utan större ansträngning - vilket gör det till ett anmärkningsvärt flexibelt system. Till exempel, om en forskare vill utforska mer än två till tre eller till och med fyra lager, gör inställningen som beskrivs ovan det enkelt att göra det. Varje gång någon upptäcker en ny supraledare tittar 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.