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Des chercheurs expliquent pourquoi la superconduction est si froide

Des chercheurs expliquent pourquoi la superconduction est si froide


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Il existe de nombreux matériaux sous certaines conditions qui peuvent conduire l'électricité sans aucune résistance significative. Ce phénomène est connu sous le nom de superconduction. Mais la plupart de ces matériaux ne peuvent éprouver des supraconducteurs qu'à des températures très basses.

VOIR AUSSI: LA SUPERCONDUCTIVITÉ: DE QUOI C'EST-CE ET POURQUOI CELA EST-IL IMPORTANT POUR NOTRE AVENIR

Les chercheurs tentent de trouver des méthodes de calcul théoriques pour représenter et comprendre cette règle depuis longtemps, la plupart du temps sans succès - jusqu'à présent. L'Université de technologie de Vienne a développé une nouvelle méthode qui explique en grande partie les complexités de la superconduction.

Problème complexe révélé

«En fait, il est surprenant que la superconduction ne se produise qu'à des températures extrêmement basses», déclare le professeur Karsten Held de l'Institut de physique du solide à TU Wien.

"Quand on considère l'énergie libérée par les électrons impliqués dans la superconduction, on s'attend en fait à ce que la superconduction soit également possible à des températures beaucoup plus élevées."

Pour comprendre la superconduction, vous devez commencer par appliquer les lois de la physique. «Le problème est que de nombreuses particules sont impliquées dans le phénomène de superconduction, toutes en même temps», explique Held.

"Cela rend les calculs extrêmement complexes."

Les électrons individuels d'un matériau ne peuvent pas être considérés comme des individus mais comme un tout. Cependant, cette échelle rend l'idée si complexe que même les ordinateurs les plus puissants du monde ne sont d'aucune utilité.

«Cependant, il existe diverses méthodes d'approximation qui peuvent nous aider à représenter les corrélations quantiques complexes entre les électrons», explique Held.

L'une de ces méthodes est la "théorie dynamique du champ moyen", une théorie parfaite pour les problèmes où le calcul des corrélations quantiques entre les électrons est particulièrement difficile.

Nouvelle recherche basée sur le `` diagramme de Feynman ''

Les nouveaux travaux du TU Wein développent le calcul du «diagramme de Feynman». Les diagrammes de Feynman sont une méthode de représentation des interactions entre particules.

Les diagrammes permettent de représenter toutes les interactions possibles des particules dans un diagramme et sont donc utiles pour faire des calculs très précis. Le lauréat du prix Nobel Richard Feynman a créé les diagrammes à utiliser pour étudier les particules individuelles dans le vide.

Mais ils peuvent également être utilisés pour analyser les interactions entre les particules dans les objets solides. Cependant, plus l'interaction est complexe, plus il faut de diagrammes.

"Dans une méthode développée par le professeur Toschi et moi-même, nous n'utilisons plus les diagrammes de Feynman uniquement pour décrire les interactions, mais utilisons également un sommet complexe dépendant du temps comme composant", explique Held.

"Ce sommet lui-même se compose d'un nombre infini de diagrammes de Feynman, mais en utilisant une astuce intelligente, il peut toujours être utilisé pour des calculs sur un supercalculateur."

Cette nouvelle méthode a permis aux chercheurs de se rapprocher de l'interaction quantique complexe des particules à calculer.

"Ce qui est passionnant en termes de physique, c'est que nous pouvons montrer que c'est en fait la dépendance temporelle du sommet qui signifie que la superconduction n'est possible qu'à de basses températures."

Grâce à un travail minutieux, Motoharu Kitatani et le professeur Held ont pu identifier le diagramme orthodoxe de Feynman qui montre pourquoi les matériaux conventionnels ne deviennent supraconducteurs qu'à -200 ° C et non à température ambiante - résolvant ainsi un problème de longue date.

Ces travaux permettront une meilleure compréhension des matériaux supraconducteurs et de leurs propriétés. Cela pourrait également conduire à la découverte d'un matériau capable de réaliser une superconduction à température ambiante.


Voir la vidéo: QuantumLevitation (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Kaidan

    Votre réflexion est utile

  2. Dudley

    C'est bon quand c'est!

  3. Mlynar

    Merveilleux!

  4. Yogami

    Et je Vazma probablement. être utile



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