Egor Babaev von der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm im Jahr 2004 teilte der Welt die Theorie, dass ein neuer Aggregatzustand existiert, und die Grundlage für seine Beschreibung sind die sogenannten elektronischen Vieren. Nach vielen Jahren der Forschung kann Babaev seine bisherigen Worte bestätigen und erschließt sich damit ein völlig neues Betätigungsfeld in der Physik.
Die in Nature Physics veröffentlichten Ergebnisse beziehen sich auf den sogenannten Quantenzustand der Supraleitung, also eine Situation, in der zwei Elektronenpaare (Cooper-Paare) miteinander wechselwirken und ein Vierkomponenten-Fermionenkondensat bilden. Unter normalen Bedingungen stoßen sich diese Ladungen - negativ geladene subatomare Teilchen - ab. Wenn wir jedoch die Temperatur senken, erhält der Körper die Eigenschaften eines Supraleiters ohne Widerstand.
Bisher wurde dieses Prinzip für zwei Elektronen verwendet, was eine langjährige Forschung an allen Supraleitersalben ermöglichte. Ein erfolgreiches Experiment von Babaev und seinen Kollegen von anderen Universitäten bestätigte, dass für zwei Paare dieser Teilchen eine ähnliche Regel gilt. Dafür war es jedoch notwendig, Standardbedingungen für Supraleitung (extrem tiefe Temperatur) zu schaffen und ein spezielles Material zu verwenden.
Es basierte auf Eisen Ba1-xKxFe2As2, das durch Abkühlung die Eigenschaften eines neuartigen Supraleiters erhielt. Ein aus vier Fermionen bestehendes Kondensat, das unter ähnlichen Bedingungen mit anderen Supraleitern entstanden ist, hat laut den Forschern jedoch andere Eigenschaften, sodass es als neuer Aggregatzustand bezeichnet werden musste.
Physiker wissen noch nicht, wie man sie verwendet - Supraleitung, basierend auf einzelnen Cooper-Paaren, wird in praktisch jedem Aspekt neuer Technologien verwendet, einschließlich Quantencomputern. Die Arbeit an Vier-Fermionen-Kondensaten wird noch viele Jahre dauern, vielleicht werden spätere Forschungen zeigen, wo diese neue Entdeckung angewendet wird.
„Die Experimente eröffnen eine Reihe neuer Fragen und zeigen ungewöhnliche, bisher unbekannte Eigenschaften im Zusammenhang mit Reaktionen auf thermische Gradienten, Magnetfelder und Ultraschall. Es muss noch besser verstanden werden“, erklärt Babaev.
2021-11-01 03:47:50
Autor: Vitalii Babkin