Приложение для суперкомпьютера решает загадку сверхпроводников

Об этом сообщили ученые из Ок-Риджской Национальной лаборатории.

Материалы для сверхпроводников, которые передают энергию без сопротивления, функционируют оптимальным образом в том случае, когда средняя плотность высокого и низкого заряда изменяется на наноразмерном уровне.

В ходе исследования, направленного на лучшее понимание динамики высокотемпературной сверхпроводимости, ученые переписали вычислительный код для числовой модели Хаббарда, которая ранее предполагала, что медносоставные материалы, известные как купраты, являются гомогенными — то есть обладают одинаковой электронной плотностью от атома до атома.

Ведущий автор Томас Майер с коллегами Гонсало Альваресом, Майклом Саммерсом и Томасом Шультессом два года назад получили приз Гордона Белла от Ассоциации вычислительной техники за высокоэффективное вычислительное приложение.

Последнее теперь используется для исследования наноразмерной неоднородности в сверхпроводниках, которая уже достаточно давно известна, но так и остается необъясненной.

Работа опубликована в издании Physical Review Letters.

«Купраты и другие химические соединения, используемые в качестве сверхпроводников, требуют очень холодных температур, близких к абсолютному нулю, для перехода из фазы сопротивления к его отсутствию», сказал Джек Уэллс, директор Службы институционального планирования и формальный лидер группы Computational Materials Sciences.

Для охлаждения сверхпроводников в переходной фазе применяется жидкий азот. Чем более охлажден проводящий материал для достижения сверхпроводниковой фазы без сопротивления, тем менее эффективна и более затратна сверхпроводниковая инфраструктура. Последние применяются на поездах на магнитной левитации, в медицинском оборудовании, в ускорителях частиц и некоторых городских коммунальных сооружениях.

В ходе экспериментов, проводимых на купратах, проявляющих полосатую электронную неоднородность, в течение многих лет ученые замечали, что сверхпроводимость материалов сильно зависит от наноразмерных особенностей.

«Цель после приза Гордона Белла состоит в том, чтобы взять супервычислительное приложение и выяснить, увеличили или уменьшили температуру, необходимую для перехода, эти неоднородные полосы», сообщил Уэллс. «Обнаружив, что полосность приводит к сильному повышению критической температуры, мы сейчас можем задаться вопросом: существует ли оптимальная неоднородность?»

В идеальном мире материал мог стать сверхпроводящим при легко достижимой и поддерживаемой низкой температуре, исключая большую часть стоимости охлаждающей инфраструктуры.

«Следующий шаг в нашем исследовании — это серьезная проблема», заключил Уэллс. «Однако с точки зрения нашей лаборатории все основные инструменты подходят для изучения феномена — вычислительных кодов, которые мы написали, экспериментов по рассеиванию нейтронов, которые позволят нам исследовать наноразмерные свойства».

На фото: поезд на магнитной левитации в Шанхае.

10.08.2010


Подписаться в Telegram



Хайтек

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Journal of Experimental Child Psychology: Не спеши языком, торопись делом
Journal of Experimental Child Psychology: Не спеши языком, торопись делом
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса