L’alta pressione ha rivelato una fisica sorprendente e ha creato nuovi stati nella materia condensata. Esempi interessanti includono la superconduttività a temperatura prossima alla temperatura ambiente (Tc> 200 K) in idruri ad alta pressione come H3 S e LaH10 .
Sebbene la temperatura di transizione superconduttiva dei superconduttori ad alta pressione sia in costante aumento, il meccanismo della superconduttività a pressioni così elevate rimane una questione aperta. Manca la conoscenza delle proprietà e della dinamica ultraveloce degli elettroni e delle quasiparticelle negli stati quantistici ad alta pressione.
La generazione di armoniche elevate (HHG) è la conversione della luce laser in radiazione trasportata a multipli della frequenza laser. L'HHG nei solidi ha origine dalla guida non lineare degli elettroni all'interno e tra le bande elettroniche mediante forti interazioni luce-materia. Pertanto, la spettroscopia HHG contiene naturalmente le impronte digitali delle proprietà atomiche ed elettroniche intrinseche dei materiali. C'è una grande eccitazione nell'apprendere le proprietà dei materiali attraverso questa interazione laser-materia non lineare e non perturbativa.
Utilizzando simulazioni all'avanguardia della teoria del funzionale densità dipendente dal tempo dei principi primi, il gruppo del Prof. Meng Sheng dell'Istituto di Fisica dell'Accademia Cinese delle Scienze ha studiato la dinamica ultraveloce dell'HHG nel superconduttore ad alta pressione H3 S.
I ricercatori hanno scoperto che l'HHG nei superconduttori ad alta pressione dipende fortemente dalle strutture elettroniche e dall'accoppiamento elettrone-fonone (EPC). Lo studio, intitolato "Spettroscopia ad alta armonica a stato solido per il sondaggio della struttura a banda ottica di stati quantistici ad alta pressione", è pubblicato su PNAS .
Utilizzando la spettroscopia HHG, hanno recuperato la dispersione di banda e l'EPC e hanno rivelato l'influenza significativa dell'EPC a molti corpi sul comportamento degli elettroni vicino al livello di Fermi.
I loro risultati supportano il meccanismo mediato dai fononi basato sull'EPC della superconduttività ad alta pressione, fornendo un approccio completamente ottico per sondare la dispersione di banda e l'EPC degli stati quantistici ad alta pressione.
Ulteriori informazioni: Shi-Qi Hu et al, Spettroscopia ad alta armonica a stato solido per il sondaggio della struttura a banda completamente ottica di stati quantistici ad alta pressione, Atti dell'Accademia nazionale delle scienze (2024). DOI:10.1073/pnas.2316775121
Informazioni sul giornale: Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze
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