Впервые исследователи успешно использовали лазерные импульсы для возбуждения соединения на основе железа до сверхпроводящего состояния. Это означает, что он проводил электричество без сопротивления. Соединение железа является известным сверхпроводником при сверхнизких температурах, но этот метод позволяет проводить сверхпроводимость при более высоких температурах. Есть надежда, что такого рода исследования могут значительно повысить энергоэффективность в электрооборудовании и электронных устройствах.
Проще говоря, ученые показали, что при определенных условиях свет может вызвать состояние сверхпроводимости в соединении железа. Таким образом, он не имеет сопротивления электрическому току. В прошлом это даже можно было назвать алхимией, но на самом деле мы понимаем физические процессы, которые мгновенно превращают обычный металл в сверхпроводник. Это захватывающие времена для физики.
Сверхпроводимость-горячая тема в физике твердого тела, или, скорее, очень, очень холодная. Сверхпроводимость — это когда материал, часто электрический проводник, несет электрический ток, но не добавляет сопротивления цепи. Если это удастся реализовать, это будет означать, что устройства и инфраструктура, основанные на таких принципах, могут быть чрезвычайно энергоэффективными. Другими словами, это может однажды сэкономить вам деньги на вашем счете за электричество—представьте себе это.
Однако в настоящее время есть одна загвоздка, почему вы еще не видите в магазинах телевизоров на основе сверхпроводников и пылесосов. Такие материалы, как селенид железа (FeSe), исследователи исследовали только сверхпроводимость, когда они находятся далеко ниже точки замерзания воды. На самом деле, при атмосферном давлении FeSe обычно проводит примерно на 10 градусов выше абсолютного нуля, или около минус 263 градусов по Цельсию, едва ли теплее, чем холодные, темные глубины космоса.
Существует способ уговорить FeSe перейти в сверхпроводимость при несколько менее запрещающих температурах до минус 223 градусов Цельсия, но для этого требуется огромное давление, которое должно быть приложено к образцу, около шести гига-паскалей или в 59 000 раз больше стандартной атмосферы на уровне моря. Это оказалось бы непрактичным для внедрения сверхпроводимости в полезные устройства. Это бросает вызов физикам, хотя и служит им мотивацией, поскольку они стремятся однажды первыми представить миру сверхпроводник комнатной температуры.
Каждый материал в нашей повседневной жизни имеет свой собственный характер. Пена мягкая, резина гибкая, стекло прозрачное, а сверхпроводник обладает уникальной особенностью, что ток может течь плавно без сопротивления. Это персонаж, с которым мы все хотели бы встретиться. С помощью высокоэнергетического сверхбыстрого лазера мы успешно наблюдали возникающее фото-возбужденное явление-сверхпроводимость — при более теплой температуре минус 258 градусов по Цельсию, что обычно требовало бы высокого давления или других непрактичных компромиссов.
Это исследование является последним в длинной цепи шагов от открытия сверхпроводимости до долгожданного дня, когда сверхпроводник комнатной температуры может стать возможным. И, как и во многих новых областях физики, могут быть приложения, которые еще не были предусмотрены. Одним из возможных применений этой идеи фото-возбуждения является достижение высокоскоростных коммутационных компонентов для вычислений, которые также производили бы мало тепла, тем самым максимизация эффективности.
Далее мы будем искать более благоприятные условия для индуцированной светом сверхпроводимости, используя другой вид света, и в конечном итоге достигнем сверхпроводимости при комнатной температуре. Сверхпроводимость может значительно снизить потери тепла и энергии, если ее можно использовать в повседневной жизни при комнатной температуре. Мы стремимся изучать сверхпроводимость, чтобы решить энергетическую проблему, которая сейчас является одной из самых серьезных проблем в мире.