We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Belirli koşullar altında, önemli bir direnç olmaksızın elektriği iletebilen birçok malzeme vardır. Bu fenomen süperiletkenlik olarak bilinir. Ancak bu malzemelerin çoğu süper iletkenleri yalnızca çok düşük sıcaklıklarda deneyimleyebilir.
AYRICA BAKINIZ: SÜPER İLETKENLİK: NEDİR VE GELECEĞİMİZ İÇİN NEDEN ÖNEMLİDİR?
Araştırmacılar, bu kuralı temsil etmek ve anlamak için kuramsal hesaplama yöntemlerini uzun zamandır, çoğunlukla başarılı olamadan - şimdiye kadar bulmaya çalışıyorlar. Viyana Teknoloji Üniversitesi, süperiletkenliğin karmaşıklığını açıklamak için uzun bir yol kat eden yeni bir yöntem geliştirdi.
Karmaşık problem ortaya çıktı
TU Wien'deki Katı Hal Fiziği Enstitüsü'nden Profesör Karsten Held, "Aslında süper iletimin yalnızca aşırı düşük sıcaklıklarda meydana gelmesi şaşırtıcı," diyor.
"Süperiletkenlikte yer alan elektronların açığa çıkardığı enerjiyi düşündüğünüzde, aslında süperiletkenliğin çok daha yüksek sıcaklıklarda da mümkün olmasını beklersiniz."
Süperiletkenliği anlamak için fizik kanunlarını uygulayarak başlamalısınız. Held, "Sorun şu ki, süperiletkenlik olgusuna birçok parçacık aynı anda dahil oluyor," diye açıklıyor Held.
"Bu, hesaplamaları son derece karmaşık hale getirir."
Bir malzemedeki tek tek elektronlar, bireyler olarak görülemez, bir bütün olarak görülebilir. Ancak bu ölçek, fikri çok karmaşık hale getiriyor, dünyanın en güçlü bilgisayarları bile işe yaramıyor.
"Bununla birlikte, elektronlar arasındaki karmaşık kuantum korelasyonlarını temsil etmemize yardımcı olabilecek çeşitli yaklaşım yöntemleri var" diyor Held.
Bu yöntemlerden biri, elektronlar arasındaki kuantum korelasyonlarının hesaplanmasının özellikle zor olduğu problemler için mükemmel bir teori olan "dinamik ortalama alan teorisidir".
'Feynman diyagramına' dayalı yeni araştırma
TU Wein'den gelen yeni çalışmalar, 'Feynman diyagramı' hesaplamasını genişletiyor. Feynman diyagramları, parçacıklar arasındaki etkileşimleri temsil eden bir yöntemdir.
Diyagramlar, parçacıkların tüm olası etkileşimlerinin bir diyagramda gösterilmesine izin verir ve bu nedenle çok hassas hesaplamalar yapmak için kullanışlıdır. Nobel ödüllü Richard Feynman, tek tek parçacıkları bir vakumda incelemek için kullanılacak diyagramları oluşturdu.
Ancak katı nesnelerdeki parçacıklar arasındaki etkileşimleri analiz etmek için de kullanılabilirler. Bununla birlikte, etkileşim ne kadar karmaşıksa, o kadar fazla diyagrama ihtiyaç vardır.
Held, "Profesör Toschi ve benim geliştirdiğimiz bir yöntemde, artık sadece etkileşimleri tasvir etmek için Feynman diyagramlarını kullanmıyoruz, aynı zamanda karmaşık, zamana bağlı bir tepe noktasını da bir bileşen olarak kullanıyoruz," diye açıklıyor Held.
"Bu tepe noktasının kendisi sonsuz sayıda Feynman diyagramından oluşuyor, ancak akıllıca bir numara kullanılarak, yine de bir süper bilgisayarda hesaplamalar için kullanılabilir."
Bu yeni yöntem, araştırmacıların hesaplanacak parçacıkların karmaşık kuantum etkileşimini yaklaşık olarak tahmin etmeleri için bir yol yarattı.
"Fizik açısından heyecan verici olan şey, aslında tepe noktasının zamana bağlı olduğunu gösterebilmemizdir, bu da süperiletkenliğin yalnızca düşük sıcaklıklarda mümkün olduğu anlamına gelir."
Motoharu Kitatani ve Profesör Held, özenli bir çalışma sayesinde, geleneksel malzemelerin neden oda sıcaklığında değil de sadece -200 ° C'de süper iletken hale geldiğini gösteren ve böylece uzun süredir devam eden bir sorunu çözen ortodoks Feynman diyagramını belirleyebildiler.
Bu çalışmalar, süper iletken malzemelerin ve özelliklerinin daha iyi anlaşılmasına olanak sağlayacaktır. Ayrıca oda sıcaklığında süper iletkenliğe ulaşabilen bir malzemenin keşfedilmesine de yol açabilir.