Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Kwantumcrossover:hoe onderscheid te maken tussen stromen van afzonderlijke deeltjes en paren

Kwantumcrossover is een fenomeen in supergeleiders waarbij het gedrag van het materiaal verandert van dat van een supergeleider uit één deeltje naar dat van een paar supergeleider naarmate de temperatuur wordt verlaagd. In een supergeleider met één deeltje zijn de elektronen gekoppeld in Cooper-paren, maar ze gedragen zich nog steeds als individuele deeltjes. In een paar-supergeleider zijn de Cooper-paren zo nauw met elkaar verbonden dat ze zich als afzonderlijke entiteiten gedragen.

Er zijn een aantal manieren om onderscheid te maken tussen stromen met één deeltje en paarstromen. Eén manier is om de thermische geleidbaarheid van het materiaal te meten. In een supergeleider met één deeltje is de thermische geleidbaarheid evenredig met de temperatuur, terwijl deze in een paarsupergeleider onafhankelijk is van de temperatuur. Een andere manier om onderscheid te maken tussen de twee soorten supergeleiders is het meten van de soortelijke warmte. In een supergeleider met één deeltje is de soortelijke warmte evenredig met de temperatuur, terwijl deze in een paarsupergeleider constant is.

Ten slotte kunnen de twee soorten supergeleiders ook worden onderscheiden door hun magnetische eigenschappen. In een supergeleider met één deeltje is het materiaal diamagnetisch, wat betekent dat het magnetische velden afstoot. In een paarsupergeleider is het materiaal paramagnetisch, wat betekent dat het wordt aangetrokken door magnetische velden.

De kwantumovergang van supergeleiding van één deeltje naar paar is een fundamentele eigenschap van supergeleiders. Het heeft belangrijke implicaties voor het begrip van de supergeleidende toestand en voor de ontwikkeling van nieuwe supergeleidende materialen.