È normale essere sotto pressione presso l'Ames Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, vale a dire, se ti capita di essere un campione di materiale sottoposto a indagine da parte dei fisici della materia condensata del laboratorio.

I fisici usano l'applicazione di alta pressione, a volte si avvicina a quella che si trova a 1000 miglia sotto la superficie della Terra, spingere e produrre composti metallici e semiconduttori nella rivelazione di insolite strutture strutturali, magnetico, e proprietà superconduttive che altrimenti potrebbero rimanere nascoste.

Fino ad ora, i ricercatori dell'Ames Laboratory sono stati in grado di studiare la magnetizzazione e la resistenza sotto pressione, ma non il calore specifico di un materiale, a causa delle difficoltà presentate sia dal riscaldamento locale che dalla pressurizzazione contemporanea del campione. Ma calore specifico, una proprietà materiale fondamentale, ad alta pressione era una misura troppo preziosa per essere ignorata, disse Paul Canfield, Fisico del Laboratorio Ames e Distinguished Professor e Robert Allen Wright Professor di Fisica e Astronomia presso la Iowa State University.

Tradizionalmente, il calore specifico di un materiale viene misurato isolatamente, senza che nulla tocchi il campione; ma l'applicazione della pressione richiede il contatto con il campione. Con queste due esigenze contrastanti, La ricercatrice post-dottorato di Ames Lab Elena Gati ha cercato un altro modo per affrontare il problema.

La soluzione consisteva nel testare e adattare un termometro tipicamente utilizzato negli esperimenti a bassa pressione per l'uso in ambienti ad alta pressione, combinato con una tecnica di oscillazione che fornisce impulsi di calore calibrati per influenzare prontamente il campione ma non influenzare l'ambiente circostante con la stessa rapidità.

Gli scienziati hanno pubblicato una serie di articoli utilizzando la tecnica, che ha in ogni caso rivelato nuove proprietà nei materiali studiati. Apre nuove strade di ricerca per il Laboratorio Ames, ma anche collaborazioni con altri enti di ricerca che potrebbero trarre vantaggio dalle misurazioni utilizzando l'apparato.

"In tutti questi casi, stiamo usando questa tecnica per creare una mappa dell'elettronica, magnetico, e transizioni di fase strutturale:come interagiscono e si fondono, come nascono e muoiono, " ha detto Canfield. "Con questo tipo di intuizioni, possiamo dedurre le regole per come interagiscono queste transizioni, con l'obiettivo finale di poterli controllare per le proprietà che vogliamo."

La tecnica sperimentale e i suoi risultati sono ulteriormente discussi in questi documenti:

"Utilizzo dei termometri Cernox nelle misurazioni del calore specifico AC sotto pressione, " a cura di Elena Gati, Gil Drachuck, Li Xiang, Lin-Lin Wang, Sergey L. Bud'ko, e Paul C. Canfield; e pubblicato in Rassegna di strumenti scientifici .

"Superconduttività di massa e ruolo delle fluttuazioni nel superconduttore a base di ferro FeSe ad alta pressione, " a cura di Elena Gati, Anna E. Böhmer, Sergey L. Bud'ko, e Paul C. Canfield; e pubblicato in Lettere di revisione fisica .

"Transizioni ferromagnetiche multiple e distorsione strutturale nel ferromagnete VI3 di van der Waals a pressioni ambiente e finite, " a cura di Elena Gati, Yuji Inagaki, Tai Kong, Robert J. Cava, Yuji Furukawa, Paul C. Canfield, e Sergey L. Bud'ko; e pubblicato come suggerimento dell'editore in Revisione fisica B .