Một nghiên cứu mới từ Đại học Chicago và Đại học Shanxi đã phát hiện ra một cách để mô phỏng tính siêu dẫn bằng ánh sáng laser. Tính siêu dẫn xảy ra khi hai tấm graphene hơi bị xoắn khi chúng được xếp lớp với nhau. Kỹ thuật mới của họ có thể được sử dụng để hiểu rõ hơn về hành vi của vật liệu và có khả năng mở đường cho các công nghệ lượng tử hoặc thiết bị điện tử trong tương lai. Kết quả nghiên cứu liên quan gần đây đã được công bố trên tạp chí Nature.

Bốn năm trước, các nhà nghiên cứu tại MIT đã thực hiện một khám phá đáng kinh ngạc: nếu các tấm các nguyên tử carbon thông thường bị xoắn khi chúng được xếp chồng lên nhau, chúng có thể được biến thành chất siêu dẫn. Các vật liệu hiếm như "chất siêu dẫn" có khả năng truyền năng lượng hoàn hảo. Chất siêu dẫn cũng là nền tảng của hình ảnh cộng hưởng từ hiện tại, vì vậy các nhà khoa học và kỹ sư có thể tìm thấy nhiều cách sử dụng cho chúng. Tuy nhiên, chúng có một số nhược điểm, chẳng hạn như yêu cầu làm mát dưới số 0 tuyệt đối để hoạt động đúng. Các nhà nghiên cứu tin rằng nếu họ hiểu đầy đủ về vật lý và hiệu ứng, họ có thể phát triển các chất siêu dẫn mới và mở ra các khả năng công nghệ khác nhau. Phòng thí nghiệm của Chin và Nhóm nghiên cứu của Đại học Shanxi trước đây đã phát minh ra các cách để tái tạo các vật liệu lượng tử phức tạp bằng cách sử dụng các nguyên tử và laser được làm mát để giúp chúng dễ phân tích hơn. Trong khi đó, họ hy vọng sẽ làm điều tương tự với một hệ thống hai lớp xoắn. Vì vậy, nhóm nghiên cứu và các nhà khoa học từ Đại học Shanxi đã phát triển một phương pháp mới để "mô phỏng" các mạng xoắn này. Sau khi làm mát các nguyên tử, họ đã sử dụng laser để sắp xếp các nguyên tử rubidium thành hai mạng, xếp chồng lên nhau. Các nhà khoa học sau đó đã sử dụng lò vi sóng để tạo điều kiện cho sự tương tác giữa hai mạng. Hóa ra hai người làm việc tốt với nhau. Các hạt có thể di chuyển qua vật liệu mà không bị chậm lại do ma sát, nhờ một hiện tượng được gọi là "siêu nhân", tương tự như tính siêu dẫn. Khả năng của hệ thống để thay đổi hướng xoắn của hai mạng cho phép các nhà nghiên cứu phát hiện một loại superfluid mới trong các nguyên tử. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng họ có thể điều chỉnh sức mạnh của sự tương tác của hai mạng bằng cách thay đổi cường độ của lò vi sóng và họ có thể xoay hai mạng bằng laser mà không cần nhiều nỗ lực - làm cho nó trở thành một hệ thống linh hoạt đáng kể. Ví dụ, nếu một nhà nghiên cứu muốn khám phá vượt quá hai đến ba hoặc thậm chí bốn lớp, thì thiết lập được mô tả ở trên giúp bạn dễ dàng thực hiện. Mỗi khi ai đó phát hiện ra một siêu dẫn mới, thế giới vật lý lại nhìn lên với sự ngưỡng mộ. Nhưng lần này, kết quả đặc biệt thú vị vì nó dựa trên một vật liệu đơn giản và phổ biến như graphene.