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    Quando le vibrazioni del cristallo dell'orologio interno guidano la superconduttività

    La superconduttività è come un Eldorado per gli elettroni, poiché fluiscono senza resistenza attraverso un conduttore. Però, si verifica solo al di sotto di una temperatura critica molto bassa. I fisici ora credono di poter migliorare la superconduttività:l'idea è di guidare esternamente i suoi fenomeni fisici sottostanti modificando il modo in cui gli ioni vibrano nel reticolo cristallino del materiale conduttore, chiamati fononi, interagiscono con gli elettroni che fluiscono nel materiale. Andreas Komnik dell'Università di Heidelberg e Michael Thorwart dell'Università di Amburgo, Germania, ha adattato la più semplice teoria della superconduttività per riflettere le conseguenze della guida esterna del verificarsi dei fononi. Il loro risultato principale, pubblicato in EPJ SI , è una semplice formula che spiega come sia teoricamente possibile aumentare la temperatura critica utilizzando la guida dei fononi.

    Gli autori hanno studiato l'importantissima funzione di autocorrelazione dei fononi nella teoria della superconduttività BCS, prende il nome da John Bardeen, Leon Cooper e John Robert Schrieffer. La superconduttività è indotta dai fononi che cooperano per riunire gli elettroni nelle cosiddette coppie di Cooper, contro la loro tendenza spontanea a respingersi a vicenda. In questo lavoro, gli autori si sono concentrati sullo scenario di un campo luminoso di raggi X che fa vibrare i fononi. Si sono resi conto che una sorta di guida, che controlla la frequenza di vibrazione dei siti reticolari, può cambiare profondamente l'accoppiamento degli elettroni.

    Però, elettroni e fononi non seguono lo stesso orologio interno. Ciò significa che il cambiamento a quello che è percepito come un ritmo normale per i fononi risulta estremamente lento per gli elettroni. Per eliminare questa discrepanza, l'autore ha ideato una soluzione basata sull'introduzione di un'intelligente procedura di media temporale nelle equazioni BCS. Questo approccio teorico, gli autori hanno trovato, rivela l'elevazione controllata della temperatura critica. Sono così riusciti a integrare l'unità phonon esterna nella teoria standard BCS. Il vantaggio è che la temperatura critica può essere calcolata da questa semplice formula e può, in teoria, essere notevolmente elevato utilizzando la procedura di guida. Sorprendentemente, la temperatura critica era ancora più alta quando un ulteriore affinamento delle equazioni spiegava le interazioni fonone-fonone.

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