یک مطالعه جدید از دانشگاه شیکاگو و دانشگاه شانشی راهی برای شبیه سازی ابررسانایی با استفاده از نور لیزر کشف کرده است. ابررسانایی زمانی اتفاق می‌افتد که دو ورقه گرافن زمانی که روی هم قرار می‌گیرند کمی پیچ خورده باشند. تکنیک جدید آنها می تواند برای درک بهتر رفتار مواد مورد استفاده قرار گیرد و به طور بالقوه می تواند راه را برای فناوری های کوانتومی یا الکترونیک آینده باز کند. نتایج تحقیقات مرتبط اخیراً در مجله Nature منتشر شده است.

چهار سال پیش، محققان MIT به کشف شگفت‌انگیزی دست یافتند: اگر ورقه‌های معمولی اتم‌های کربن در حین چیده شدن به هم بپیچند، می‌توانند به ابررسانا تبدیل شوند. مواد کمیاب مانند «ابررساناها» توانایی منحصر به فردی در انتقال انرژی بی عیب و نقص دارند. ابررساناها همچنین اساس تصویربرداری رزونانس مغناطیسی فعلی هستند، بنابراین دانشمندان و مهندسان می توانند کاربردهای زیادی برای آنها پیدا کنند. با این حال، آنها چندین معایب دارند، مانند نیاز به خنک کننده زیر صفر مطلق برای عملکرد صحیح. محققان بر این باورند که اگر آنها فیزیک و اثرات را به طور کامل درک کنند، می توانند ابررساناهای جدیدی ایجاد کنند و فرصت های تکنولوژیکی مختلفی را باز کنند. آزمایشگاه چین و گروه تحقیقاتی دانشگاه شانشی قبلاً راه‌هایی برای تکثیر مواد کوانتومی پیچیده با استفاده از اتم‌های خنک‌شده و لیزر اختراع کرده‌اند تا تجزیه و تحلیل آنها آسان‌تر شود. در این بین، آنها امیدوارند که همین کار را با سیستم دولایه پیچ خورده انجام دهند. بنابراین، تیم تحقیقاتی و دانشمندان دانشگاه شانشی روش جدیدی را برای "شبیه سازی" این شبکه های پیچ خورده ایجاد کردند. پس از سرد شدن اتم ها، آنها از لیزر برای چیدن اتم های روبیدیم به صورت دو شبکه که روی هم قرار گرفته اند استفاده کردند. سپس دانشمندان از امواج مایکروویو برای تسهیل تعامل بین دو شبکه استفاده کردند. معلوم می شود که این دو به خوبی با هم کار می کنند. به لطف پدیده ای به نام «ابر سیالیت» که شبیه به ابررسانایی است، ذرات می توانند بدون کاهش سرعت اصطکاک در مواد حرکت کنند. توانایی سیستم برای تغییر جهت پیچش دو شبکه به محققان این امکان را داد تا نوع جدیدی از ابر سیال را در اتم ها شناسایی کنند. محققان دریافتند که می‌توانند قدرت برهم‌کنش دو شبکه را با تغییر شدت امواج مایکروویو تنظیم کنند، و می‌توانند این دو شبکه را با لیزر بدون تلاش زیاد بچرخانند - و آن را به یک سیستم قابل انعطاف تبدیل می‌کند. برای مثال، اگر محققی بخواهد فراتر از دو تا سه یا حتی چهار لایه را کاوش کند، تنظیماتی که در بالا توضیح داده شد انجام این کار را آسان می کند. هر بار که کسی ابررسانا جدیدی را کشف می کند، دنیای فیزیک با تحسین به آن نگاه می کند. اما این بار نتیجه بسیار هیجان انگیز است زیرا بر اساس ماده ساده و رایجی مانند گرافن است.