Investigadores del Instituto Max Planck de Estructura y Dinámica de la Materia (MPSD) en Hamburgo, Alemania, llevan mucho tiempo explorando el impacto del uso de motores láser especialmente diseñados para manipular las propiedades de materiales cuánticos alejados del equilibrio. Una de las demostraciones físicas más notables de esta física ha sido en superconductores no convencionales, donde se han documentado firmas de coherencia electrónica y superconductividad mejoradas en los estados de no equilibrio resultantes. Sin embargo, estos fenómenos aún no se han estudiado ni optimizado sistemáticamente, principalmente debido a la complejidad de los experimentos. Por tanto, las aplicaciones tecnológicas aún están lejos de la realidad.
En un experimento reciente, el mismo grupo de investigadores descubrió una forma más eficiente de crear el estado superconductor metaestable observado previamente en K3C60 Utilizando luz láser. Las obras de la Colección Cavalieri han aparecido en Física de la naturaleza.
Los investigadores demostraron que cuando la luz láser se sintoniza con una resonancia específica de baja frecuencia, pulsos de luz mucho menos potentes pueden producir el mismo efecto a temperaturas mucho más altas. La tecnología láser desarrollada en el instituto fue clave para este trabajo. Al configurar la fuente de luz en 10 terahercios, una frecuencia más baja de lo que era posible anteriormente, el equipo logró recrear un estado similar a la superconductividad de larga duración en el material a base de fullereno al tiempo que redujo la intensidad del pulso en un factor de 100. Se observó que permanece en La cámara dura 100 picosegundos, pero se espera que tenga al menos 0,5 nanosegundos (un nanosegundo es una milmillonésima de segundo y un picosegundo es una billonésima de segundo).
Sus hallazgos arrojan nueva luz sobre el mecanismo microscópico subyacente en la superconductividad fotoinducida, afirma el autor principal Edward Rowe, estudiante de doctorado en el grupo de Cavalieri: «La determinación de la frecuencia de resonancia permitirá a los teóricos comprender qué excitaciones son realmente importantes, ya que actualmente no existe ninguna». .» Una explicación teórica ampliamente aceptada para este efecto en K3C60«.
Rowe imagina que una fuente de luz con una tasa de repetición más alta, de 10 terahercios, podría ayudar a mantener el estado superconductor durante más tiempo: «Si pudiéramos conducir cada nuevo pulso antes de que la muestra regrese a su estado de equilibrio no superconductor, podría ser posible mantener el estado superconductor». .” Continuamente similar a la superconductividad”.
«Estos experimentos son una muy buena evidencia de cómo los avances apropiados en la tecnología pueden hacer que muchos fenómenos hasta ahora poco prácticos sean susceptibles de ser abordados», dice el director del MPSD, Andrea Cavalieri, quien considera que el esfuerzo de dos décadas que explora estos efectos converge hacia tecnologías futuras «para su aplicación». «También está claro que un cuello de botella crítico que debe abordarse es el tipo y la disponibilidad de fuentes láser, que deben ir de la mano con estos estudios para hacer avanzar este campo».
La investigación se llevó a cabo en el MPSD, en el Centro Científico de Láseres de Electrones Libres (CFEL) en Hamburgo. Fue apoyado por la DFG (Fundación Alemana de Investigación) a través del Clúster de Excelencia. CUI: imágenes de materia avanzada. La K3C60 Las muestras se prepararon en la Universidad degli Studi di Parma, Italia.
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