Les chercheurs de l’Institut Max Planck pour la framework et la dynamique de la matière (MPSD) à Hambourg, en Allemagne, explorent depuis longtemps l’effet de l’utilisation de lecteurs laser sur mesure pour manipuler les propriétés des matériaux quantiques hors de l’équilibre. L’une des démonstrations les plus frappantes de cette physique a été celle des supraconducteurs non conventionnels, où des signatures de cohérence électronique améliorée et de tremendous-transport ont été documentées dans les états de non-équilibre qui en résultent. Cependant, ces phénomènes n’ont pas encore été systématiquement étudiés ou optimisés, principalement en raison de la complexité des expériences.
Les applications technologiques sont donc encore très éloignées de la réalité.
Dans une expérience récente, ce même groupe de chercheurs a découvert un moyen beaucoup furthermore efficace de créer un état métastable de kind supraconducteur précédemment observé dans K3C60 en utilisant la lumière laser. Les travaux du groupe Cavalleri sont parus dans Mother nature Physics.
Les chercheurs ont montré que, lors du réglage de la lumière laser sur une résonance spécifique à basse fréquence, des impulsions lumineuses beaucoup moins puissantes pouvaient induire le même effet à des températures beaucoup additionally élevées. La technologie laser développée à l’Institut a joué un rôle clé dans ce travail. En réglant la supply lumineuse à 10 THz, une fréquence in addition basse que ce qui était auparavant probable, l’équipe a réussi à recréer l’état supraconducteur à longue durée de vie dans le matériau à base de fullerène tout en réduisant l’intensité de l’impulsion d’un facteur 100.
Cet état induit par la lumière a été directement observé pour persister à température ambiante pendant 100 picosecondes, mais devrait avoir une durée de vie d’au moins, 5 nanoseconde (une nanoseconde équivaut à un milliardième de seconde, une picoseconde à un billionième).
Leurs découvertes jettent un nouvel éclairage sur le mécanisme microscopique sous-jacent à la supraconductivité photo-induite, explique l’auteur principal Edward Rowe, doctorant dans le groupe Cavalleri : « L’identification de la fréquence de résonance permettra aux théoriciens de comprendre quelles excitations sont réellement importantes, motor vehicle il Il n’existe actuellement aucune explication théorique largement acceptée de cet effet dans K3C60.
Rowe envisage qu’une source lumineuse avec un taux de répétition furthermore élevé à la fréquence de 10 THz pourrait aider à maintenir l’état métastable in addition longtemps : « Si nous pouvions délivrer chaque nouvelle impulsion avant que l’échantillon ne revienne à son état d’équilibre non supraconducteur, il serait peut-être achievable de maintenir continuellement l’état de style supraconducteur.
« Ces expériences sont une très belle démonstration de la manière dont les progrès technologiques peuvent rendre applicables de nombreux phénomènes qui ne sont jusqu’à présent pas pratiques », déclare Andrea Cavalleri, directrice du MPSD, qui voit un work de deux décennies pour explorer ces effets converger vers les technologies futures. « Il est également clair qu’un goulot d’étranglement crucial à résoudre réside dans le type et la disponibilité des sources laser, qui devraient aller de pair avec ces études pour faire avancer le domaine. »
La recherche a été réalisée au MPSD, au Centre for Cost-free-Electron Laser Science (CFEL) à Hambourg.
Il a été soutenu par la DFG (Fondation Allemande pour la Recherche) by using le Cluster of Excellence CUI : State-of-the-art Imaging of Subject. Les échantillons K3C60 ont été préparés à l’Università degli Studi di Parma, en Italie.
