A supercondutividade de alta temperatura é uma espécie de santo graal para pesquisadores que estudam materiais quânticos. Os supercondutores, que conduzem eletricidade sem dissipar energia, prometem revolucionar nossos sistemas de energia e telecomunicações. No entanto, os supercondutores normalmente trabalham em temperaturas extremamente baixas, exigindo freezers elaborados ou refrigerantes caros. Por esse motivo, os cientistas têm trabalhado incansavelmente para entender os mecanismos fundamentais na base da supercondutividade de alta temperatura com o objetivo final de projetar e projetar novos materiais quânticos supercondutores próximos à temperatura ambiente.
Fabio Boschini, professor do Institut national de la recherche scientifique (INRS), e cientistas norte-americanos estudaram a dinâmica do supercondutor óxido de cobre de ítrio e bário (YBCO), que oferece supercondutividade em temperaturas mais altas do que o normal, via ressonante de resolução temporal Espalhamento de raios-X no laser de elétrons livres Linac Coherent Light Source (LCLS), SLAC (EUA). A pesquisa foi publicada em 19 de maio na revista Science . Neste novo estudo, os pesquisadores conseguiram rastrear como as ondas de densidade de carga no YBCO reagem a uma súbita "extinção" da supercondutividade, induzida por um intenso pulso de laser.

"Estamos aprendendo que as ondas de densidade de carga - elétrons auto-organizados se comportando como ondulações na água - e a supercondutividade estão interagindo em nanoescala em escalas de tempo ultrarrápidas. Há uma conexão muito profunda entre a emergência da supercondutividade e as ondas de densidade de carga", diz Fabio Boschini, co -investigador neste projeto e investigador afiliado no Stewart Blusson Quantum Matter Institute (Blusson QMI).

"Até alguns anos atrás, os pesquisadores subestimavam a importância da dinâmica dentro desses materiais", disse Giacomo Coslovich, investigador principal e cientista do SLAC National Accelerator Laboratory, na Califórnia. "Até essa colaboração, nós realmente não tínhamos as ferramentas para avaliar a dinâmica da onda de densidade de carga nesses materiais. A oportunidade de observar a evolução da ordem de carga só é possível graças a equipes como a nossa compartilhando recursos e pela uso de um laser de elétrons livres para oferecer uma nova visão sobre as propriedades dinâmicas da matéria."

Devido a uma melhor imagem das interações dinâmicas subjacentes aos supercondutores de alta temperatura, os pesquisadores estão otimistas de que podem trabalhar com físicos teóricos para desenvolver uma estrutura para uma compreensão mais sutil de como a supercondutividade de alta temperatura emerge.

A colaboração é fundamental

O presente trabalho surgiu de uma colaboração de pesquisadores de vários centros de pesquisa e linhas de luz líderes. "Começamos a realizar nossos primeiros experimentos no final de 2015 com a primeira caracterização do material na Canadian Light Source, diz Boschini. Com o tempo, o projeto passou a envolver muitos pesquisadores da Blusson QMI, como MengXing Na, que orientei e apresentei para este trabalho. Ela foi essencial para a análise de dados."

"Este trabalho é significativo por várias razões, mas também mostra a importância de formar colaborações e relacionamentos duradouros e significativos", disse Na. "Alguns projetos levam muito tempo, e é um crédito para a liderança e perseverança de Giacomo que chegamos aqui."

O projeto vinculou pelo menos três gerações de cientistas, seguindo alguns à medida que progrediam em suas carreiras de pós-doutorado e em cargos de corpo docente. Os pesquisadores estão animados para expandir este trabalho, usando a luz como um botão óptico para controlar o estado liga-desliga da supercondutividade. + Explorar mais

Estudo levanta novas possibilidades para desencadear supercondutividade à temperatura ambiente com luz