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연구원들은 초전도가 왜 그렇게 차가운 지 설명합니다

연구원들은 초전도가 왜 그렇게 차가운 지 설명합니다

특정 조건에서 큰 저항없이 전기를 전도 할 수있는 재료가 많이 있습니다. 이 현상을 초전도라고합니다. 그러나 이러한 물질의 대부분은 매우 낮은 온도에서만 초전도체를 경험할 수 있습니다.

다음 사항도 참조 : 초전도 : 그것이 무엇이며 우리의 미래에 중요한 이유

연구자들은 대부분 성공하지 못한 채 오랫동안이 규칙을 표현하고 이해하기위한 이론적 계산 방법을 찾고있었습니다. Vienna University of Technology는 초전도의 복잡성을 설명하는 새로운 방법을 개발했습니다.

복잡한 문제가 드러남

"사실 초전도가 극도로 낮은 온도에서만 발생한다는 것은 놀랍습니다."TU Wien의 고체 물리학 연구소의 Karsten Held 교수는 말합니다.

"초전도와 관련된 전자가 방출하는 에너지를 고려할 때, 실제로 훨씬 더 높은 온도에서도 초전도가 가능할 것으로 기대할 수 있습니다."

초전도를 이해하려면 먼저 물리 법칙을 적용해야합니다. "문제는 많은 입자가 동시에 초전도 현상에 관여한다는 것"이라고 Held는 설명합니다.

"이것은 계산을 매우 복잡하게 만듭니다."

물질의 개별 전자는 개인으로 볼 수 없지만 전체로 볼 수 있습니다. 그러나 이러한 규모는 세계에서 가장 강력한 컴퓨터가 사용되지 않는 경우에도 아이디어를 너무 복잡하게 만듭니다.

"그러나 전자들 사이의 복잡한 양자 상관 관계를 표현하는 데 도움이 될 수있는 다양한 근사 방법이 있습니다."라고 Held는 말합니다.

이러한 방법 중 하나는 전자 간의 양자 상관을 계산하는 것이 특히 어려운 문제에 완벽한 이론 인 "동적 평균 장 이론"입니다.

'파인만 다이어그램'을 기반으로 한 새로운 연구

TU Wein의 신작은 '파인만 다이어그램'계산을 확장합니다. Feynman 다이어그램은 입자 간의 상호 작용을 나타내는 방법입니다.

다이어그램은 파티클의 가능한 모든 상호 작용을 다이어그램으로 표현할 수 있으므로 매우 정확한 계산을하는 데 유용합니다. 노벨상 수상자 인 Richard Feynman은 진공 상태에서 개별 입자를 연구하는 데 사용할 다이어그램을 만들었습니다.

그러나 그들은 고체 물체의 입자들 간의 상호 작용을 분석하는 데에도 사용할 수 있습니다. 그러나 상호 작용이 복잡할수록 더 많은 다이어그램이 필요합니다.

"Toschi 교수와 나 자신이 개발 한 방법에서 우리는 더 이상 Feynman 다이어그램을 상호 작용을 묘사하는 데만 사용하지 않고 복잡한 시간 종속 정점을 구성 요소로 사용합니다."라고 Held는 설명합니다.

"이 정점 자체는 무한한 수의 파인만 다이어그램으로 구성되어 있지만 영리한 트릭을 사용하면 여전히 슈퍼 컴퓨터에서 계산에 사용할 수 있습니다."

이 새로운 방법은 연구자들이 계산할 입자의 복잡한 양자 상호 작용을 근사화 할 수있는 방법을 만들었습니다.

"물리학 측면에서 흥미로운 점은 초전도가 저온에서만 가능하다는 것을 의미하는 정점의 시간 의존성이라는 것을 우리가 실제로 보여줄 수 있다는 것입니다."

힘든 작업을 통해 Motoharu Kitatani와 Held 교수는 기존 재료가 상온이 아닌 -200 ° C에서만 초전도가되는 이유를 보여주는 전통적인 Feynman 다이어그램을 식별하여 오래 지속되는 문제를 해결할 수있었습니다.

이러한 작업을 통해 초전도 재료와 그 특성을 더 잘 이해할 수 있습니다. 또한 실온에서 초전도를 달성 할 수있는 물질의 발견으로 이어질 수 있습니다.


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